estudo da aplicaÇÃo de compÓsito …
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SÔNIA MARIA ASSUNÇÃO VERONEZE
ESTUDO DA APLICAÇÃO DE COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO E M
GABINETE DE ELETRODOMÉSTICOS “LINHA BRANCA”
CURITIBA
2010
1
SÔNIA MARIA ASSUNÇÃO VERONEZE
ESTUDO DA APLICAÇÃO DE COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO E M
GABINETE DE ELETRODOMÉSTICOS “LINHA BRANCA”
Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre em Design, no Programa de Pós-Graduação em Design, Universidade Federal do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Dalton Razera
CURITIBA
2010
Catalogação na publicação Sirlei do Rocio Gdulla – CRB 9ª/985
Biblioteca de Ciências Humanas e Educação - UFPR
Veroneze, Sonia Maria Assunção Estudo da aplicação de compósito madeira/plástico em gabi- nete de eletrodomésticos “linha branca” / Sonia Maria Assunção Veroneze. – Curitiba, 2010. 223 f. Orientador: Prof. Dr. Dalton Razera Dissertação (Mestrado em Design) – Setor de Ciências Huma- anas, Letras e Artes, Universidade Federal do Paraná. 1. Eletrodomésticos – desenho(projetos). 2. Eletrodoméstico – compositos poliméricos. 3. Eletrodomésticos – materiais compos- tos. I. Titulo. CDD 683.8
2
3
DEDICO
A minha mãe Lourdes
Ao meu Pai Lourivaldo
A minha irmã Ana
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço, em primeiro lugar, a Deus, pela oportunidade de cursar este
Mestrado em Design, e também pela força que me concedeu para que fosse
possível concluí-lo.
A meus pais, que sempre se esforçaram para que eu e minha irmã
tivéssemos formação superior, e mesmo com muitas dificuldades financeiras sempre
priorizaram a educação.
A minha irmã, que sempre teve paciência em me ajudar nas correções
ortográficas dos meus trabalhos e no aprendizado da língua inglesa.
Ao meu orientador dr. Dalton Razera pelo repasse de valiosas experiências
e conhecimentos adquiridos em sua carreira.
Aos professores dr. Aguinaldo dos Santos, dra. Liliane Chaves e demais
professores do Programa de Mestrado em Design da UFPR.
À Companhia Paranaense de Energia – COPEL –, por parte dos meus
gerentes Paulo Ramos e Daniel Novak, pela ajuda e compreensão que tornaram
possível aliar mestrado e vida profissional.
Ao professor dr. Setsuo Iwakiri pela utilização do Laboratório de Painéis de
Madeira do curso de Pós Graduação da Engenharia Florestal – UFPR.
Ao Ademir, professor Ricardo e Rosilane pela ajuda na fabricação das
chapas e dos corpos-de-prova.
À empresa Inbrasfama pelas amostras de farinha de madeira.
À empresa GPC Química pelas amostras de resina Melamina-Uréia-
Formaldeído.
À empresa Hexion Química, por parte do Mário, pelas amostras de resina
Melamina-Uréia-Formaldeído.
À Universidade Federal do Paraná pela oportunidade de cursar Mestrado
em Design.
A todos os meus amigos e colegas de mestrado.
5
Porque, quem é Deus se não o Senhor?
E quem é rochedo senão o nosso Deus?
Deus é o que me cinge de força e aperfeiçoa o meu caminho.
Livro de Salmos 18: 31-32
6
RESUMO
Esta pesquisa refere-se à aplicação de compósito madeira/plástico – partículas homogêneas de pinus spp. e resina melamina-uréia-formaldeído (MUF), com média emissão de formol – na indústria de eletrodomésticos “linha branca”, como opção de novo material, além da tradicional chapa de aço pré-pintada, da chapa de aço inox e do plástico. O processo de produção utilizado para fabricação dos compósitos foi a moldagem por compressão a quente, com temperaturas solicitadas nas especificações técnicas para cura dos polímeros. Para avaliação das propriedades deste material foram realizados ensaios, com duas densidades diferentes do compósito, visando à avaliação da densidade obtida; da absorção de água e do inchamento; da resistência térmica e da rigidez dielétrica (resistência elétrica). Como complemento, realizou-se: a comparação do impacto ambiental do compósito e da chapa de aço, através do programa Simapro, e a comparação de peso entre o compósito e a chapa de aço pré-pintada. Além destes estudos, foram aplicados diferentes tipos de pintura, como verniz e esmalte sintético, em algumas peças de compósito, o qual permite cores e acabamentos diferenciados. Esta pesquisa também apresenta uma proposta conceitual de aplicação do compósito em gabinetes de eletrodomésticos “linha branca”, tendo como referência uma adega para vinhos. Os resultados dos ensaios foram satisfatórios e demonstraram que o compósito apresenta baixos índices de absorção de água e inchamento, alto poder de rigidez dielétrica (resistência elétrica), na ausência de umidade, resistência térmica três vezes inferior à do poliuretano (PUR) e diferença no design do produto ao se utilizar o compósito, pois este permite formas diferenciadas, como ranhuras e encaixes.
Palavras-Chave: Design, Compósitos madeira/plástico, Eletrodomésticos “linha branca”, Novos materiais.
7
ABSTRACT
This research concerns the application of composite wood/plastic – homogeneous particles of pinus spp. resin and melamine-urea-formaldehyde (MUF), with an average emission of formaldehyde – in the white goods appliance industry as an option of new material, as another option for the use of traditional pre-painted steel sheet, stainless steel sheet and plastic. The production process used to manufacture the composite was heat compression molding, with temperatures according to the technical specifications required to cure the polymer. To evaluate properties of this material, tests were performed with two different densities of composite, in order to evaluate the bulk density, water absorption and swelling, heat resistance and dielectric strength (electrical resistance). In addition to these studies, a comparison between the environmental impact of the composite and steel sheet was taken through the SimaPro program. Also, a weight comparison between composite pieces and pre-painted steel sheet was carried out. Besides these tests, different kinds of paint were applied on, such as lacquer and synthetic enamel, to some pieces of composite, which allows different colors and finishes. This research also presents a conceptual framework for applying composite cabinets to white goods appliances, focusing on a wine cellar specifically. The tests results has been satisfactory and showed the composite has a low rate of water absorption and swelling, high dielectric strength power (electrical resistance) in the absence of moisture and thermal resistance three times lower than the polyurethane (PUR); besides, they have presented the possibility of improvements in product design when compared to the use of steel sheet, because composite allows different shapes, such as grooves and notches. Keywords: Design, Composite wood/plastic, White goods appliances, New materials.
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
GRÁFICO 1 – PRODUÇÃO FÍSICA NO BRASIL (ANO BASE 2002 / %)............................. 22
GRÁFICO 2 – PESQUISA NACIONAL POR AMOSTRA DE DOMICÍLIOS (% / 1000..............
DOMICÍLIOS) ...................................................................................................................... 24
FIGURA 1 – TIPOS DE RESÍDUOS DE MADEIRA ............................................................. 35
FIGURA 2 – CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS DE MADEIRA ................................... 36
FIGURA 3 – ESQUEMA PROCESSO DE EXTRUSÃO ....................................................... 42
FIGURA 4 – ESQUEMA PROCESSO DE INJEÇÃO ........................................................... 43
FIGURA 5 – ESQUEMA DO PROCESSO DE MOLDAGEM A QUENTE............................. 45
FIGURA 6 – PISOS FABRICADOS EM COMPÓSITO......................................................... 47
FIGURA 7 – EXEMPLO DE CERCAS ................................................................................. 47
FIGURA 8 – EXEMPLO DE DECKS .................................................................................... 47
FIGURA 9 – EXEMPLO DE PRODUTOS EM COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO............ 48
FIGURA 10 – WOOD-STOCK ............................................................................................. 49
FIGURA 11 – WOOD-STOCK SEM REVESTIMENTO........................................................ 50
FIGURA 12 – MATERIAL GORNAF .................................................................................... 50
FIGURA 13 – PLAST-WOOD .............................................................................................. 51
FIGURA 14 – ESQUEMA DE FABRICAÇÃO DO COMPÓSITO.......................................... 52
FIGURA 15 – PLACAS DE COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO...................................... 52
FIGURA 16 – GAVETA........................................................................................................ 53
FIGURA 17 – CAIXAS PARA TOMADA............................................................................... 53
FIGURA 18 – PHILIP STARCK” .......................................................................................... 53
FIGURA 19 – INDÚSTRIA SIDERÚRGICA – TIPOS DE AÇO............................................. 60
FIGURA 20 – IMAGENS DA CHAPA DE AÇO PRÉ-PINTADA NA “LINHA BRANCA” ........ 62
FIGURA 21 – PROCESSO DE PRÉ-PINTURA DO AÇO .................................................... 62
FIGURA 22 – GELADEIRA ANTIGA, 1920 .......................................................................... 63
FIGURA 23 – GELADEIRA ANTIGA (VISTA INTERNA) 1920 ............................................. 63
FIGURA 24 – REFRIGERADOR STEWART WARNER 1933 .............................................. 64
FIGURA 25 – REFRIGERADOR CONSUL JÚNIOR............................................................ 65
9
FIGURA 26 – REFRIGERADOR CONSUL CM451.............................................................. 66
FIGURA 27 – EXEMPLO DE FOGÃO DA DÉCADA DE 50 ................................................. 66
FIGURA 28 – DIFERENTES TIPOS DE REFRIGERADOES DA DÉCADA DE 1960........... 67
FIGURA 29 – MÁQUINA DE LAVAR ROUPA...................................................................... 68
FIGURA 30 – REFRIG. JÚNIOR TRAILER.......................................................................... 69
FIGURA 31 – EXEMPLO DE PRODUTOS DÉCADA DE 1980............................................ 70
FIGURA 32 – REFRIG. BIPLEX .......................................................................................... 71
FIGURA 33 – MINIRREFRIGERADOR BRASTEMP ........................................................... 72
FIGURA 34 – MODELO DE MICRO-ONDAS COM ADESIVOS .......................................... 72
FIGURA 35 – MINIGELADEIRA RETRÔ ANOS 50 ............................................................. 73
FIGURA 36 – MÁQUINA DE LAVAR ROUPA RETRÔ ........................................................ 74
FIGURA 37 – EXEMPLO DE GELADEIRAS........................................................................ 74
FIGURA 38 – EXEMPLO DE REFRIGERADOR.................................................................. 75
FIGURA 39 – FORNO MICRO-ONDAS EM INOX ............................................................... 75
FIGURA 40 – EXEMPLO DE REFRIGERADORES ............................................................. 76
FIGURA 41 – MICRO-ONDAS BRASTEMP ........................................................................ 76
FIGURA 42 – LAVADORA EGGO ....................................................................................... 77
FIGURA 43 – ADEGA........................................................................................................ 102
FIGURA 44 – FASES DA PESQUISA................................................................................ 103
FIGURA 45 – FARINHA DE MADEIRA.............................................................................. 105
FIGURA 46 – ENCOLADEIRA TIPO TAMBOR ROTATÓRIO............................................ 112
FIGURA 47 – FORMAÇÃO DO COLCHÃO ....................................................................... 113
FIGURA 48 – PRENSA PILOTO SIEMPELKAMP ............................................................. 114
FIGURA 49 – PRENSAGEM DAS CHAPAS...................................................................... 114
FIGURA 50 – DISTRIBUIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA NAS CHAPAS....................... 115
FIGURA 51 – EQUIPAMENTOS UTILIZADOS.................................................................. 117
FIGURA 52 – ENSAIO ABSORÇÃO E INCHAMENTO...................................................... 118
FIGURA 53 – LASER COMP MODELO FOX 200.............................................................. 121
FIGURA 54 – EXEMPLO DO PROCESSO........................................................................ 121
FIGURA 55 – REGIÃO DE TROCA TÉRMICA CONSIDERADA........................................ 122
10
FIGURA 56 – MÁQUIINA HIPOT....................................................................................... 124
FIGURA 57 – MATERIAIS PARA ENSAIO ........................................................................ 124
FIGURA 58 – DETALHE ENSAIO...................................................................................... 124
GRÁFICO 3 – RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE 0,7 g/cm³ E 0,9 g/cm³................... 135
GRÁFICO 4 – DESVIO PADRÃO DENSIDADE 0,7 g/cm³ E 0,9 g/cm³.............................. 135
FIGURA 59 – ENSAIO RIGIDEZ DIELÉTRICA DO COMPÓSITO COM DENSIDADE.............
0,9.g/cm³............................................................................................................................ 137
GRÁFICO 5 – GRÁFICO CARACTERIZAÇÃO.................................................................. 139
GRÁFICO 6 – GRÁFICO PONDERAÇÃO ......................................................................... 141
FIGURA 60 – PROPOSTAS DE ACABAMENTO PARA O COMPÓSITO.......................... 143
FIGURA 61 – PROJETO LATERAIS DE ADEGA EM COMPÓSITO ................................. 146
FIGURA 62 – PROJETO LATERAIS DE ADEGA EM COMPÓSITO E PUR...................... 147
FIGURA 63 – DETALHE INSTALAÇÃO DA BORRACHA.................................................. 147
FIGURA 64 – VISTA SUPERIOR E CORTE ADEGA......................................................... 148
FIGURA 65 – MODELO DE ADEGA FABRICADA COM COMPÓSITO............................. 149
FIGURA 66 – EXEMPLO RANHURAS .............................................................................. 149
FIGURA 67 – EXEMPLO DE MODULARIZAÇÃO ............................................................. 151
FIGURA 68 – ENSAIO COM COBRE ................................................................................ 213
FIGURA 69 – ENSAIO COM BORRACHA......................................................................... 213
FIGURA 70 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO (0,9 g/cm³)................................................ 214
FIGURA 71 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO (0,7 g/cm³)................................................ 214
FIGURA 72 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO PEÇA 01 (DEGRADAÇÃO)...................... 214
FIGURA 73 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO PEÇA 02 (DEGRADAÇÃO)...................... 214
FIGURA 74 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO.................................................................. 214
FIGURA 75 – COMPÓSITO E AÇO SOBRE A TERRA. .................................................... 217
FIGURA 76 – COMPARAÇÃO ANÁLISE DECOMPOSIÇÃO DO COMPÓSITO................ 219
FIGURA 77 – ESTUDO DA DEGRADAÇÃO DAS CHAPAS DE AÇO ............................... 221
11
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – INDICADORES SÓCIO-ECONÔMICOS DA INDÚSTRIA DE BASE....................
FLORESTAL E DA INDÚSTRIA DE MADEIRA PROCESSADA MECANICAMENTE (2007)26
TABELA 2 – EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE MADEIRA .............................................. 27
TABELA 3 – MATERIAIS ISOLANTES TÉRMICOS............................................................. 87
TABELA 4 – MATERIAIS ISOLANTES TÉRMICOS........................................................... 100
TABELA 5 – DELINEAMENTO EXPERIMENTAL.............................................................. 108
TABELA 6 – CONSTITUIÇÃO DE CADA PAINEL ............................................................. 108
TABELA 7 – RESUMO DAS PLACAS ............................................................................... 111
TABELA 8 – DENSIDADE MÉDIA CORPOS-DE-PROVA 0,9 g/cm³.................................. 129
TABELA 9– DENSIDADE MÉDIA CORPOS-DE-PROVA 0,7 g/cm³................................... 129
TABELA 10 – SÍNTESE ABSORÇÃO DE ÁGUA DOS CORPOS-DE-PROVA................... 130
TABELA 11 – SÍNTESE INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA ........................................ 132
TABELA 12 – MÉDIA DA RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE 0,7 g/cm³ E 0,9 g/cm³ . 134
TABELA 13 – RESULTADO ENSAIO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA ..................................... 138
TABELA 14 – TABELA COMPARATIVA DOS RESULTADOS GRÁFICO...............................
CARACTERIZAÇÃO.......................................................................................................... 140
TABELA 15 – TABELA COMPARATIVA DOS RESULTADOS GRÁFICO PONDERAÇÃO141
TABELA 16 – COMPARAÇÃO PESOS COMPÓSITOS E CHAPA DE AÇO ..................... 142
TABELA 17 – PROPRIEDADES FÍSICAS: COMPÓSITO, AÇO E PUR ............................ 186
TABELA 18 – ENSAIO RESISTÊNCIA TÉRMICA PRETENDIDA 0,9 g/cm³...................... 188
TABELA 19 – ENSAIO RESISTÊNCIA TÉRMICA PRETENDIDA 0,7 g/cm³...................... 188
12
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
ACV – Análise do Ciclo de Vida
AL – Adesivo Líquido
AS – Adesivo Sólido
ASTM – American Society for Testing and Materials
CL – Catalisador Líquido
COPEL – Companhia Paranaense de Energia
CS – Catalisador Sólido
D – Densidade
DETF – Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal
K – Condutividade Térmica
kV – Quilo Volts
m – Massa
MØ – Massa de partículas
MDF – Medium Density Fiberboard
MF – Melamina-Formaldeído
MOE – Módulo de Elasticidade
MOR – Módulo de Ruptura
MUF – Melamina-Uréia-Formaldeído
NBR – Norma Brasileira Registrada
OSB – Oriented Strand Board
PE – Polietileno
PEHD – Polietileno de Alta Densidade
PELD – Polietileno de Baixa Densidade
13
PH – Potencial Hidrogeniônico
PIB – Produto Interno Bruto
PP – Polipropileno
PS (EPS) – Poliestireno Expandido
PUR – Poliuretano
PVC – Cloreto de Polivinila
RE – Resistência Elétrica
RT – Resistência Térmica
TS – Teor de sólido do adesivo
UF – Uréia Formaldeído
UV – Ultravioleta
UFPR – Universidade Federal do Paraná
v – Volume
V – Volts
VOC – Compostos Orgânicos Voláteis
WPC – Wood-Plastic-Composite
14
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO................................................................................................................ 18
1.1 PROBLEMA ................................................................................................................ 20
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................ 20
1.3 HIPÓTESES................................................................................................................ 21
1.4 JUSTIFICATIVA .......................................................................................................... 21
1.5 DELIMITAÇÃO DO TEMA ........................................................................................... 30
1.6 VISÃO GERAL DO MÉTODO DE PESQUISA............................................................. 30
1.7 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO .............................................................................. 30
2. COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO........................ .................................................... 32
2.1 DEFINIÇÃO................................................................................................................. 32
2.2 HISTÓRICO ................................................................................................................ 32
2.3 MADEIRA .................................................................................................................... 34
2.3.1 Resíduos de Madeira................................................................................................ 34
2.3.2 Características e Propriedades dos Resíduos de Madeira........................................ 36
2.4 AGLUTINANTES......................................................................................................... 38
2.4.1 Definição................................................................................................................... 38
2.4.2 Termoplástico e Termorrígido (Termofixo) ................................................................ 39
2.4.3 Aditivos ..................................................................................................................... 40
2.5 PROCESSO DE FABRICAÇÃO .................................................................................. 41
2.5.1 Extrusão e Injeção .................................................................................................... 41
2.5.2 Compressão ............................................................................................................. 43
2.5.2.1 Processos de moldagem por compressão .............................................................. 44
2.6 DESIGN E A APLICAÇÃO DE COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO ........................ 46
2.6.1 Produtos Desenvolvidos Através de Extrusão e Injeção ........................................... 46
2.6.2 Produtos Desenvolvidos Através de Compressão..................................................... 52
2.6.3 Novas Propostas Para Aplicação de Compósito Madeira/Plástico ............................ 54
3. PRODUTOS “LINHA BRANCA” ............................ ........................................................ 55
15
3.1 DEFINIÇÃO................................................................................................................. 55
3.2 HISTÓRICO ................................................................................................................ 56
3.2.1 A Indústria Mundial de Eletrodomésticos “Linha Branca” .......................................... 56
3.2.2 A Indústria Brasileira de Eletrodomésticos “Linha Branca”........................................ 57
3.3 O AÇO UTILIZADO NA “LINHA BRANCA” .................................................................. 59
3.3.1 Definição................................................................................................................... 59
3.4 PRODUTOS “LINHA BRANCA”................................................................................... 63
4. PROPRIEDADES DO COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO ......... ................................. 80
4.1 PROPRIEDADES MECÂNICAS .................................................................................. 80
4.1.1 Módulo de Elasticidade e Ruptura ............................................................................ 80
4.1.2 Compressão Paralela ............................................................................................... 81
4.1.3 Ligação Interna ......................................................................................................... 82
4.2 PROPRIEDADES ELÉTRICAS DOS MATERIAIS....................................................... 82
4.2.1 Choques Elétricos..................................................................................................... 82
4.2.2 Materiais Isolantes Elétricos ..................................................................................... 83
4.3 PROPRIEDADE TÉRMICA DOS MATERIAIS............................................................. 84
4.3.1 Mecanismos da Transferência do Calor.................................................................... 84
4.3.2 Condução ................................................................................................................. 84
4.3.3 Convecção................................................................................................................ 85
4.3.4 Radiação de Calor .................................................................................................... 86
4.3.5 Materiais Isolantes Térmicos .................................................................................... 86
4.3.6 Isolantes Térmicos na “Linha Branca”....................................................................... 89
5. O CICLO DE VIDA DOS PRODUTOS ....................... ..................................................... 91
5.1 IDENTIFICAÇÃO DAS FASES DO CICLO DE VIDA DOS PRODUTOS ..................... 91
5.2 TÉCNICA DE AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA......................................................... 93
5.3 TINTAS E ACABAMENTOS ........................................................................................ 95
5.4 IDENTIFICAÇÃO DO IMPACTO E PROJETO CONSCIENTE .................................... 98
5.5 PROPOSTA CONCEITUAL DE APLICAÇÃO DE COMPÓSITO NA “LINHA.............
BRANCA” .................................................................................................................. 101
16
6. MATERIAIS E MÉTODOS ................................ ............................................................ 103
6.1 DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA ............................................................. 103
6.2 PESQUISA EXPERIMENTAL.................................................................................... 104
6.2.1 Características das Placas...................................................................................... 104
6.2.2 Caracterização dos Materiais.................................................................................. 105
6.2.2.1 Partículas de madeira ........................................................................................... 105
6.2.2.2 Resinas................................................................................................................. 105
6.2.2.3 Catalisador............................................................................................................ 106
6.2.2.4 Impermeabilizante................................................................................................. 106
6.2.3 Processo de Produção Utilizado ............................................................................. 106
6.2.4 Ensaios................................................................................................................... 106
6.2.5 Metodologia de Fabricação dos Produtos ............................................................... 107
6.2.5.1 Delineamento experimental................................................................................... 107
6.2.5.2 Quantificação dos componentes das chapas ........................................................ 108
6.2.5.3 Massa de partículas .............................................................................................. 109
6.2.5.4 Quantidade de Adesivo......................................................................................... 109
6.2.5.5 Quantidade de catalisador .................................................................................... 110
6.2.5.6 Quantidade de material para cada painel.............................................................. 110
6.2.6 Fabricação das Chapas .......................................................................................... 111
6.2.6.1 Preparação dos materiais ..................................................................................... 111
6.2.7 Confecção dos Corpos-de-Prova ............................................................................ 114
6.3 REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS .................................................................................. 116
6.3.1 Ensaio de Densidade.............................................................................................. 116
6.3.2 Ensaios de Absorção de Água e de Inchamento..................................................... 117
6.3.2.1 Cálculo e expressão dos resultados:..................................................................... 119
6.3.3 Ensaios de Resistência Térmica ............................................................................. 119
6.3.4 Ensaios de Rigidez Dielétrica (Resistência elétrica)................................................ 123
6.3.5 Ciclo de Vida do Produto ........................................................................................ 125
6.3.5.1 Comparação do impacto ambiental – programa Simapro...................................... 125
6.3.6 Comparação de Peso Entre o Aço e o Compósito .................................................. 126
17
6.3.7 Proposta de Acabamento Para Gabinetes Fabricados com Compósito .................. 126
6.4 ANÁLISE DA METODOLOGIA... ............................................................................... 127
7. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................. ....................................................... 128
7.1 ENSAIO DE DENSIDADE ......................................................................................... 128
7.2 ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA......................................................................... 129
7.2.1 Discussão ............................................................................................................... 131
7.3 INCHAMENTO .......................................................................................................... 131
7.3.1 Discussão ............................................................................................................... 134
7.4 RESISTÊNCIA TÉRMICA.......................................................................................... 134
7.4.1 Discussão ............................................................................................................... 136
7.5 ENSAIO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA (RESISTÊNCIA ELÉTRICA)............................. 137
7.5.1 Discussão ............................................................................................................... 138
7.6 COMPARAÇÃO IMPACTO AMBIENTAL - ANÁLISE DO SIMAPRO ......................... 139
7.7 COMPARAÇÃO DO PESO DO COMPÓSITO E DA CHAPA DE AÇO...................... 142
7.7.1 Discussão ............................................................................................................... 142
7.8 PROPOSTA DE ACABAMENTO DE AMOSTRAS DE COMPÓSITO........................ 143
7.8.1 Discussão ............................................................................................................... 144
7.9 ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS ........................................................ 145
8. PROPOSTA CONCEITUAL DE APLICAÇÃO DO COMPÓSITO EM AD EGA ............. 146
9. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ......................... .............................................. 152
REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 160
GLOSSÁRIO .......................................... ........................................................................... 169
APÊNDICES...................................................................................................................... 170
ANEXO.............................................................................................................................. 222
18
1. INTRODUÇÃO
Esta pesquisa tem como objetivo o estudo da aplicação de compósito
madeira/plástico em gabinetes de eletrodomésticos do tipo “linha branca”, e o que
isto contribui no design destes produtos. A pesquisa teve como base o estudo
realizado em uma empresa de móveis para escritórios, a qual analisou, através do
estudo do ciclo de vida, o impacto ambiental de alguns dos seus produtos
(VERONEZE et. al., 2008).
Após a análise do ciclo de vida de uma estação de trabalho – fabricada em
MDF pintado, peças metálicas, e acessórios plásticos –, foi avaliado o impacto
ambiental desta, através do programa SimaPro. Tornou-se possível, desta forma,
identificar as peças mais nocivas para o meio ambiente, comprovando-se que o
maior impacto encontrava-se nas que continham excesso de pintura –
principalmente pela presença de solventes – e nas fabricadas em aço SAE (Ibidem).
Esse impacto, apresentado nas chapas de aço, está relacionado, em
grande parte, à extração do aço, que gera efeitos nocivos ao meio, ao degradar
grandes áreas para a exploração dos minerais. Os processos de mineração e
metalurgia também originam grandes quantidades de resíduos, os quais não são
totalmente reaproveitados, podendo ser nocivos, ou não, para o meio ambiente
(ECOINDICATOR, 1999).
Com base nesta pesquisa anterior, foram escolhidos, para este estudo,
produtos que utilizam em sua estrutura chapas de aço, dos quais são exemplos os
eletrodomésticos “linha branca”, sendo seus gabinetes (carcaças) constituídos, em
sua maioria, por este material.
19
Aliado a estes fatores, e com objetivo de oferecer complementação da
pesquisa do professor dr. Dalton Luiz Razera – Razera (2006) –, desenvolvida no
Programa de Pós-Graduação da Engenharia Florestal da Universidade Federal do
Paraná, estudou-se a aplicação de compósito madeira/plástico nos produtos
eletrodomésticos “linha branca”, e sua influência no design destes produtos.
É importante salientar, que foi realizado, nesta pesquisa, o estudo de um
novo material a ser aplicado nos gabinetes dos eletrodomésticos “linha branca”, que
apresentasse menor impacto ambiental, em comparação à chapa de aço, e que
paralelamente permitisse um novo design para os produtos. Desta forma, não se
objetivou resolver os impactos gerados pelo produto durante o uso destes, sendo o
momento em que ocorrem os maiores impactos ambientais de um produto, devido
ao consumo de energia, ou, de material (ECOINDICATOR, 1999).
A utilização deste compósito em gabinetes de eletrodomésticos, que até o
momento são fabricados quase na totalidade em metal, tornou-se atraente também
pelo fato de o compósito ser fabricado com uma média de 80% de farinha de
madeira, a qual é obtida através de resíduos provenientes (gerados na produção) da
madeira serrada e na manufatura de seus produtos (RAZERA, 2006).
A reutilização destes resíduos, gerados no setor madeireiro, já tem
provocado interesse de pesquisadores e empresários. A fabricação de compósito
madeira/plástico é aceita como uma das alternativas de uso destes resíduos, sendo
uma forma de introduzi-los novamente na cadeia produtiva (YAMAJI, 2004).
A madeira de espécie pinus foi escolhida por ser uma das espécies mais
utilizadas no manejo florestal, e de uso em diversos setores do mercado: construção
civil, mobiliário, laminados, compensados, embalagens, paletes, artigo esportivos,
brinquedos, bobinas, carretéis, além, da sua utilização visando à obtenção de fibras
20
e partículas de madeira para fabricação de papel e painéis (REVISTA DA MADEIRA
- REMADE, 2008).
Desta forma, esta pesquisa tem por objetivo o estudo da aplicação do
compósito, desenvolvido com partículas homogêneas de madeira e resina
melamina-uréia-formaldeído (MUF), com média emissão de formol, inicialmente na
“linha branca”.
1.1 PROBLEMA
Qual a possibilidade de desenvolvimento de gabinetes de eletrodomésticos
“linha branca” com utilização de compósito madeira/plástico?
1.2 OBJETIVOS
a. Estudar a viabilidade da aplicação de compósitos, à base de
partículas de madeira, no design de gabinetes de produtos
conhecidos como “linha branca”.
b. Experimentar densidades diferentes do material e avaliar suas
características térmicas, elétricas e de absorção de água, assim
como a influência destas características no design do produto
“linha branca”.
c. Desenvolver um exercício projetual, a fim de exemplificar as
possibilidades de utilização e do design do produto desenvolvido
com o compósito.
21
1.3 HIPÓTESES
a. O uso de compósitos madeira/plástico em gabinetes de
eletrodomésticos é viável, influenciando no design dos produtos,
em termos funcionais e estéticos.
b. O uso de compósito oferece isolamento térmico, elétrico, e baixa
absorção de água.
c. O compósito permite fabricação de peças mais leves do que a
chapa de aço, com formas curvas e em diversas cores.
1.4 JUSTIFICATIVA
O desenvolvimento tecnológico possibilitou o aumento no poder de
interferência do homem sobre o meio ambiente, com a industrialização e com a
popularização de produtos e serviços, garantindo conforto e bem estar. Porém, esse
sistema de produção ocasionou, e continua ocasionando, impactos ao meio
ambiente, como a redução de recursos naturais e o aumento na geração de
resíduos (RAMOS, 2001).
A atividade da mineração é um exemplo de efeito nocivo ao meio, pois
degrada grandes áreas, ao explorar o metal. Além da exploração dos recursos
naturais, consome grande quantidade de energia, e produz resíduos minerais. Em
alguns casos, o reprocessamento é inviável, sendo feito o depósito de resíduos em
aterros sanitários. Esses resíduos podem ser nocivos, ou não, ao meio ambiente,
sendo contaminados por óleos, ou outras substâncias, durante as operações de
extração de minério (ECOINDICATOR, 1999).
22
Esta grande quantidade de rejeitos faz com que as empresas mineradoras
desenvolvam programas de gestão de resíduos das unidades operacionais, com o
objetivo principal de reduzir a geração interna dos mesmos, assim como a sua
disposição final em solo (VALE DO RIO DOCE, 2009).
As empresas que trabalham nesse setor possuem provisão para
recuperação ambiental, investindo em despoluição de baías e em recuperação de
áreas exploradas, através de reflorestamento. Entretanto essa reabilitação das áreas
exploradas é realizada apenas através do plantio de árvores e vegetações (Ibidem).
Incentivando o aumento das extrações de minerais, os eletrodomésticos
“linha branca” – que possuem gabinetes, quase na totalidade, fabricados em chapa
de aço – apresentam crescentes níveis de venda, e consequente acréscimo na
fabricação, desde a década de 1990 (CUNHA, 2003).
Um importante elemento que explica esse crescimento no consumo é o
incremento do poder aquisitivo da população, principalmente nas classes menos
favorecidas, o que está associado à melhoria salarial, ao aumento do nível de taxas
de emprego, maior acesso ao crédito, e pagamentos por parcelamento
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA -
ABINEE, 2010).
O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2009) demonstra,
através do gráfico 1, o crescimento que a indústria de eletrodomésticos tem
apresentado entre os anos de 2002 e 2008. Os dados mostram que o ano de 2003
teve um pequeno aumento na produção, se comparado ao ano de 2002. Porém, o
ano de 2004 apresentou grande alteração, superando em 20% a produção de 2002
e em 19% a produção do ano de 2003.
23
100 101
120 118130
137131 134
0
20
40
60
80
100
120
140
160
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 GRÁFICO 1 – PRODUÇÃO FÍSICA NO BRASIL (ANO BASE 2002 - %)1
FONTE: Elaborado a partir de dados coletados pelo IBGE (2009)
Também é possível verificar que o ano de 2005, comparado com o ano
anterior, apresentou decréscimo de 2% na linha de fabricação. No ano seguinte
ocorreu crescimento de 12% em relação ao ano de 2005. Em 2007, a indústria de
eletrodomésticos atingiu recorde de produção, com percentual sete vezes superior
em relação ao ano de 2006 e de 37% superior à produção do ano base 2002 (IBGE,
2009).
O ano de 2008 sofreu impactos da crise mundial, o que causou aumento
dos preços das chapas de aço, do plástico e do cobre, e teve uma produção 6%
inferior à alcançada no ano de 2007, se igualando aos índices do ano de 2006. O
ano de 2009 demonstrou pequena recuperação, atingindo índice 3% superior ao ano
de 2008; porém, não conseguiu se equiparar ao ano de 2007 (Ibidem).
O acréscimo das vendas, e da produção, dos eletrodomésticos “linha
branca” nos anos 2006 e 2007 foram os maiores registrados desde meados dos
anos 1990, no início do plano real. Neste intervalo de tempo, a “linha branca”
1 Todas as figuras e tabelas sem indicação explicita da fonte foram produzidas pela autora da dissertação.
24
superou a linha marrom2 em vendas de refrigeradores, de fogões, de lavadoras e de
fornos de micro-ondas (CNM/CUT, 2008).
De acordo com a Associação Nacional dos Fabricantes de Produtos
Eletroeletrônicos – ELETROS (2009), mais de dez anos depois muitos dos
eletrodomésticos adquiridos naquela época esgotaram sua vida útil e precisavam ser
substituídos, o que contribuiu para o crescimento da demanda.
Este acréscimo de consumo pode ser visualizado no gráfico 2, onde é
possível perceber que em todo o território nacional – com exceção da população
rural de Rondônia, Acre, Amazonas, Roraima, Pará e Amapá – a média de
residências com eletrodomésticos “linha branca”, atingia, no ano de 2006, índices de
93,3%, no caso da geladeira (IBGE, 2006).
86,5
19,4
35,4
93,3
16,1
42,2
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Geladeira Freezer Máquina de lavar
1996
2006
GRÁFICO 2 – PESQUISA NACIONAL POR AMOSTRA DE DOMICÍLIOS (% / 1000 DOMICÍLIOS)
FONTE: Elaborado a partir de dados coletados pelo IBGE (2006)
2 Os eletrodomésticos da linha marrom contam com os seguintes produtos: televisores, vídeo cassetes, DVD Players, aparelhos de áudio (mini-systems, microsystems, CD Players, Walkmans), Home Theaters, Receivers, ComPURtadores e seus periféricos, Câmeras Digitais e Analógicas, Câmeras de Vídeo, Projetores de imagens, Aparelhos de som automotivos (ELETROS, 2009).
25
No total, o mercado de “linha branca” movimenta cerca de 16 milhões de
peças ao ano, com grande potencial de crescimento, segundo estimativas da
ELETROS (2009).
As empresas do setor automotivo, da construção civil e de
eletrodomésticos “linha branca” passam por um bom momento de vendas. Porém,
estão consumindo maior quantidade de chapas de aço (IBGE, 2009). Esta é outra
questão relacionada à utilização do aço, pois o aumento da demanda, e do custo da
matéria prima, ocasiona a elevação do preço do aço pelas siderúrgicas no mercado
interno, o qual acarretou um acréscimo de 20% entre os anos 2007-2009, com
(quando houve) crescimento de 19% de vendas domésticas pelas empresas
siderúrgicas, como CSN e Usiminas, por exemplo (CONFEDERAÇÃO NACIONAL
DOS METALURGICOS - CNM/CUT 2008).
Simultaneamente, a indústria de madeira, passa por uma substituição dos
produtos de madeira sólida pelos de madeira reconstituída, oriundos de árvores de
manejo florestal e também de resíduos de madeira processados em outras
indústrias de processamento mecânico (RAZERA, 2006).
Os produtos de base florestal, e de base processada, têm trazido muitos
benefícios para o Brasil, uma vez que o setor contribui para o Produto Interno Bruto
(PIB) com aproximadamente 4,4% (somando a indústria de base florestal e a
processada). Assim, representa, em média, 11% dos empregos gerados no país,
entre diretos e indiretos. Além dessa contribuição no aumento da arrecadação
tributária, os produtos de base florestal têm colaborado significativamente nos
índices de exportação e no superávit nacional, conforme é possível verificar na
tabela 1 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE FLORESTAS
PLANTADAS - ABRAF, 2008).
26
TABELA 1 – INDICADORES SÓCIO-ECONÔMICOS DA INDÚSTRIA DE BASE FLORESTAL E DA INDÚSTRIA DE MADEIRA PROCESSADA MECANICAMENTE (2007)
FONTE: ABRAF (2008)
O Brasil também possui uma considerável produção de resíduos de
madeira, inclusive para exportação, como está representado na tabela 2. Aliás, está
ocorrendo um acréscimo na exportação destes resíduos nos últimos anos, pois, ao
comparar o ano de 2006 com o ano de 2007, é possível concluir que o item cavaco,
serragem e resíduos – obteve um acréscimo de 5,78%, e o item lãs e resíduos de
madeira – tiveram sua exportação iniciada no ano de 2007 (MINISTÉRIO DO
DESENVOLVIMENTO, INDÚSTRIA E COMÉRCIO EXTERIOR - MDIC, 2007).
Uma das possíveis formas de utilizar estes crescentes resíduos, de
diminuir o desperdício e de valorizar a matéria-prima, é a reutilização destes em
forma de compósito madeira/plástico (YAMAJI, 2004).
27
TABELA 2 – EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE MADEIRA
Itens 2006 2007 Variação 2006 a 2007 (%)
Cavaco / Serragem / Resíduos 110.362.881 116.739.530 5,78
Carvão Vegetal 3.055.327 3.573.644 16,96
Madeira em Bruto 785.978 4.354.322 454
Arcos, estacas, etc. 4.709.127 5.202.962 10,49
Lã e resíduos de madeira 42 0
Dormentes, postes 516.590 2.436.970 371,74
Madeira serrada / cortada 845.723.358 926.767.616 9,58
Folhas de madeira 69.559.409 88.308.830 26,95
Madeira Perfilada 605.549.871 640.689.343 5,8
Painéis de madeira 49.379.990 47.626.588 -3,55
Painéis de fibra 125.201.559 123.859.520 -1,07
Madeira compensada 650.467.045 697.138.239 7,18
Madeira em blocos, pranchas 5.396.899 12.247.997 126,95
Molduras de madeira 34.387.129 13.096.310 -61,92
Caixotes, caixas, pallets 30.759.808 38.737.980 25,94
Barris, cubos, dornas 67.306 183.100 172,04
Armações, cubas, formas, ferramentas 48.555.228 42.502.698 -12,47
Janelas, portas, armações 513.346.503 522.872.874 1,86
Artefatos de madeira para mesa 1.548.674 1.678.774 8,4
Estatuetas, objetos, artigos 2.125.262 2.036.510 -4,18
Cabides, obras em madeira, outras obras 57.806.100 48.907.223 -15,36
Total 3.159.304.044 3.338.961.072 5,69
FONTE: Adaptada do MDIC (2007) / Remade (2008)
Além do aspecto técnico e econômico, o uso dos resíduos na produção de
compósito madeira/plástico tem um reflexo importante no aspecto ambiental, pois a
incorporação dos resíduos da madeira na produção significa uma substituição no
uso de novos materiais, sejam plásticos ou metais, por material renovável (Ibidem).
Segundo a Revista Plástico (2006), as vendas de materiais compósitos
apresentam um enorme potencial de crescimento. Isto se deve às características
deste produto, que possui propriedades que os tornam vantajosos quando
comparadas a outras matérias-primas, como o aço, madeira e alumínio, por
exemplo.
A primeira edição do Seminário Internacional de Compósitos, organizado
pela Associação Brasileira de Materiais Plásticos Compósitos (ABMACO), no estado
28
de São Paulo, apresentou dados relativos ao consumo e crescimento dos
compósitos no Brasil. Em 2006, o segmento de compósitos movimentou R$ 1,6
bilhão, representando um crescimento em torno de 5,5% em relação ao ano de
2005. No total foram produzidas aproximadamente 120 mil toneladas, das quais 95
mil foram de resinas e 25 mil de reforços, gerando 100 mil empregos diretos e 260
mil indiretos (ABMACO, 2008).
Em todo o mundo, o consumo de materiais compósitos é avaliado em 3,6
milhões de toneladas, com previsão de crescimento, no consumo médio anual, de
5% a 6%. O consumo per capita nacional em 2006 foi de aproximadamente 0,68 kg/
habitante/ ano, sendo menor que a metade do consumo médio mundial, que está em
1,7 kg/ habitante/ ano. Nos Estados Unidos, país de maior consumo, o índice foi de
12,3 kg/ habitante/ ano; na Europa, de 6,5 kg/ habitante/ ano e no Japão, de 6,3 kg/
habitante/ ano (REVISTA PLÁSTICO, 2006).
Em relação à madeira utilizada na fabricação do compósito, algumas
vantagens podem ser destacadas:
a. Possibilidade de formas diferenciadas em processos produtivos
que não são possíveis com outros tipos de materiais;
b. Redução do impacto ambiental, ao contribuir com a redução do
crescimento do lixo urbano, ao transformar o que seria lixo em
matéria-prima novamente.
As chapas de aço também apresentam características positivas, pois, além
de oferecerem acabamentos variados, possuem durabilidade, praticidade e
comodidade (CSN, 2009). Representa, desta forma, uma boa oportunidade de
material para as empresas de eletrodomésticos, pois, por ser uma matéria-prima
29
padrão, permite comodidade na aquisição, com preço compatível. Porém, não é
descartada a possibilidade de uso de um novo material na linha de produção (ver
apêndice A).
A utilização de compósito, assim como qualquer outro material, possui
algumas desvantagens em seu uso, pois devem ser observados problemas com
relação à resina utilizada na fabricação do compósito, por ser a resina (plástico)
originada do petróleo, e à utilização de resinas à base de uréia-formaldeído, devido
as grandes emissões de formaldeído livre (ECOINDICATOR, 1999).
Outros aspectos negativos, no compósito, é a biodegradabilidade e da
facilidade de combustão, devido ao uso de madeira (RAZERA, 2006). Por este
motivo, o plástico é utilizado como responsável pela melhoria das características de
resistência à umidade e ao ataque de insetos e fungos (SCHUT, 1999).
De acordo com o crescimento dos resíduos de madeira nas indústrias
brasileiras, dos novos estudos para aproveitamento destes resíduos em compósitos
de madeira/plástico e das altas produções e expectativas da indústria de “linha
branca”, sugere-se, nesta pesquisa, a aplicação de compósito nos gabinetes dos
eletrodomésticos, como material alternativo ao uso da chapa de aço no gabinete
externo.
A indústria de “linha branca” guarda aspectos interessantes para estudos
com novos materiais, pois se trata de um segmento intensivo em mão-de-obra, o
qual é bastante influenciado pela emergência da globalização, além de ter
incorporado processos de novas tecnologias, sobretudo na última década
(PERTICARRARI, 2003).
30
1.5 DELIMITAÇÃO DO TEMA
A presente pesquisa faz referência aos compósitos madeira/plástico, com
maior porcentagem de madeira, sendo estudada a viabilidade de sua aplicação em
gabinetes de eletrodomésticos “linha branca”.
1.6 VISÃO GERAL DO MÉTODO DE PESQUISA
Será utilizado o método de experimento, por estar sendo testado um
material novo – compósitos madeira/plástico – em produtos que, até o momento, são
fabricados apenas em chapa de aço.
Segundo Yin (2001) são realizados experimentos quando o pesquisador
pode manipular o comportamento direto, preciso e sistemático, o que pode
acontecer em um laboratório de pesquisa, que será exemplo deste projeto.
Nos experimentos também estão inclusas situações em que o pesquisador
precisa ter controle sobre os eventos comportamentais, além de ter um foco nos
acontecimentos contemporâneos, com perguntas frequentes - para quem utiliza
esse tipo de método - semelhante a “como” e “por quê” (Ibidem).
1.7 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
A estrutura da Dissertação será dividida em nove capítulos:
O primeiro capítulo será composto pela introdução, justificativa, problema,
objetivos, hipóteses e uma visão geral do método de pesquisa a ser utilizado.
O conteúdo do capítulo 2 apresenta: compósitos madeira/plástico – a
madeira e os aglutinantes utilizados nesta pesquisa, assim como os processos de
31
fabricação tradicionais, com foco na moldagem por compressão a quente. Também
são apresentados os diferentes produtos já desenvolvidos em compósito, com a
utilização de processos de fabricação distintos.
A “linha branca” de eletrodomésticos – histórico, produtos e a chapa de aço
pré-pintada –, é examinada no capítulo 3.
O capítulo 4 contempla as propriedades mecânicas do compósito
madeira/plástico; assim como as propriedades térmicas e elétricas dos materiais.
O ciclo de vida dos produtos, sendo constituído pela identificação das fases
e das técnicas necessárias para a avaliação de um ciclo de vida, e por diferentes
tipos de tintas e acabamentos, constitui o capítulo 5.
Compondo o capítulo 6 estão os materiais e métodos aplicados nesta
pesquisa. Serão apresentados: os critérios aplicados para a fabricação das chapas,
com a utilização de farinha de madeira e plástico; ensaios de absorção de água e
inchamento; ensaios térmicos; ensaios de rigidez dielétrica (resistência elétrica);
comparação do impacto ambiental do compósito e da chapa de aço através do
software Simapro, para análise do ciclo de vida; comparação de peso entre a chapa
de aço e o compósito; e proposta de acabamento para gabinetes fabricados com
compósito madeira/plástico.
Os resultados alcançados, através dos ensaios, no decorrer da pesquisa,
são discutidos no capítulo 7.
O capítulo 8 apresenta uma proposta conceitual de aplicação de compósito
no design de um produto “linha branca”.
A conclusão, os objetivos alcançados, e as recomendações sobre
alterações necessárias para novos estudos, são apresentados no capítulo 9.
32
2. COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO
2.1 DEFINIÇÃO
Compósitos são materiais de moldagem estrutural, formados por uma fase
contínua polimérica (matriz) reforçada por uma fase descontínua (fibras) que se
agregam físico-quimicamente após um processo de crosslinking polimérico (cura),
sendo os aspectos leveza, flexibilidade, durabilidade, resistência e adaptabilidade
algumas das propriedades que garantem aos compósitos o título de produto do
futuro (ABMACO, 2008).
Para Koenig e Sypkens (2002) compósito madeira/polímero
(madeira/plástico) é uma mistura de madeira com a resina plástica. Enfim, compósito
madeira/plástico refere-se a qualquer compósito que contenha madeira (em
qualquer forma), e uma resina termofixa (termorrígida) ou termoplástica, sendo as
termoplásticas a forma mais freqüente encontrada nos compósitos madeira/plástico
(YAMAJI, 2004).
2.2 HISTÓRICO
Os compósitos madeira/plástico começaram a ser desenvolvidos na
Alemanha após a 2ª Guerra Mundial. Na década de 1960, ocorreu a grande
expansão desta indústria nos Estados Unidos da América, seguindo para os demais
países do mundo. Porém, a grande produção de compósito se deu a partir da
década de 1990, com as chapas aglomeradas, e os principais países envolvidos
neste progresso são os Estados Unidos, com 25% da produção mundial, seguido
pela Alemanha e Canadá, com 12% (REMADE, 2005).
33
As primeiras pesquisas com compósito madeira/plástico datam da segunda
metade do século XX. Na década de 1950, as indústrias automotivas começaram a
adicionar o pó de madeira ao polipropileno na fabricação de algumas partes internas
dos carros. No final da década de 80, o compósito já começou a ser utilizado para
fabricação de decks (KOENIG; SYPKENS, 2002).
Entre as causas que impediram o desenvolvimento rápido dos compósitos
madeira/plástico se destacam tanto a distância existente entre a indústria madeireira
e o setor de plásticos, quanto o fato de os fabricantes de plástico tentarem usar a
madeira como carga (resistência), por falta de conhecimento sobre madeira, o que
causou o fracasso das tentativas do compósito madeira/plástico (CLEMONS, 2002).
Entretanto, nos últimos tempos, as fibras lignocelulósicas se tornaram em
alternativa econômica e ecológica como reforços em compósitos com plásticos,
podendo ser citadas como vantagens a baixa abrasividade aos moldes e
equipamentos, o baixo custo e a boa aparência do material (YAMAJI, 2004).
O uso dos compósitos madeira/plástico apresenta crescimento acelerado,
devendo-se isto às vantagens deste produto em relação à madeira, pelo fato dos
compósitos não racharem com facilidade, não empenarem, exigirem pouca ou
nenhuma manutenção e serem facilmente moldados em formas complexas
(BRANDT; FRIDLEY, 2003).
No Brasil, segundo o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e
Social (BNDES, 2008), as chapas de partículas foram introduzidas no mercado
consumidor na segunda metade da década de 1960, pela indústria de Placas do
Paraná. A produção de chapas de madeira aglomerada no Brasil atingiu, no ano de
2005, 7,7 milhões de m³, um aumento de 9,5% ao ano desde 1995.
34
No ano de 2000 o Brasil já ocupava a 9º posição como maior produtor
mundial de aglomerado, sendo que as principais empresas fabricantes de
aglomerado em solo brasileiro produziram aproximadamente 1,5 milhão de metros
cúbicos, o que corresponde a cerca de 2% da produção mundial, marca que eleva o
Brasil a maior produtor mundial (REMADE, 2005).
Existe, ainda, uma perspectiva de aumento do uso do compósito
madeira/plástico, pois, dependendo da formulação, podem-se obter produtos com
propriedades superiores ao plástico e à própria madeira (KOENIG; SYPKENS,
2002).
2.3 MADEIRA
2.3.1 Resíduos de Madeira
Embora a destinação final dos plásticos represente uma das grandes
preocupações da sociedade atual, outras atividades, como a madeireira, por
exemplo, também vêm afetando o equilíbrio do meio ambiente devido ao grande
volume de resíduos gerados, que devem ser transformados em novos produtos
através de processos de reciclagem práticos e econômicos (YAMAJI, 2004).
Todo processo de trabalhar com madeira produz resíduos, que podem ter a
forma de estilhas, flocos, lascas, aparas longas, partículas, fibras e farinha de
madeira, conforme a figura 1 (GIUSTINA, 2001).
35
FIGURA 1 – TIPOS DE RESÍDUOS DE MADEIRA
De acordo com Marra (1992), quando as toras de madeiras são convertidas
em elementos menores – através da redução do comprimento, largura e espessura
– a natureza do processo industrial empregado e as características do produto final
serão diferenciadas da seguinte forma, figura 2:
a. Maior facilidade de obtenção de formas sinuosas;
b. Decréscimo da relação resistência/peso;
c. Aumento da homogeneidade e isotropia;
d. Decréscimo de requisitos quanto à qualidade da matéria-prima;
e. Maior influxo de capital.
36
FIGURA 2 – CLASSIFICAÇÃO DOS COMPÓSITOS DE MADEIRA
FONTE: Marra (1992)
Os resíduos de madeira, como as partículas, são considerados como
elementos de grã curta, ou seja, com pequena largura e espessura, possuindo
também um baixo peso, homogeneidade e um decréscimo na resistência (MARRA,
1992).
2.3.2 Características e Propriedades dos Resíduos de Madeira
Para entender como as características da madeira – espécie, tamanho das
partículas, teor de umidade, entre outras – influenciam na qualidade dos compósitos,
é necessário investigar o efeito da interação madeira/plástico com os agentes
compatibilizantes e os processos de fabricação nas propriedades mecânicas destes
compósitos. Uma das características dos produtos à base de compósito
madeira/plástico está no fato de que estes podem ser trabalhados nas mesmas
máquinas usadas para trabalhar o plástico (YAMAJI, 2004).
37
Os produtos compostos à base de madeira possuem características e
propriedades diferenciadas em função do comprimento, largura e espessura dos
elementos de madeira (MARRA, 1992).
A resistência do painel de madeira (como aglomerado, MDF, OSB, entre
outros) está diretamente relacionada com o tamanho destes elementos e quantidade
de adesivo aplicado (YOUNGQUIST, 1999). As partículas mais finas, deste modo,
aumentam a rigidez com diminuição do peso, mas perdem na resistência ao
impacto, se comparadas com as fibras longas (MARRA, 1992).
Além da uniformidade e do tamanho das partículas, a espécie de madeira
utilizada na obtenção do pó também tem muita influência no processo e no produto
final, pois a madeira tem a função de aumentar a rigidez dos compósitos, de
melhorar as propriedades de usinabilidade, além de ter um custo menor que a resina
(SCHUT, 1999).
A madeira apresenta, ainda, resistência natural aos raios UV, além de ser
menos abrasiva no processo de extrusão do que as fibras de vidro. O aspecto
negativo, entretanto, é o aumento de risco de incêndio ao trabalhar-se com o pó de
madeira (Ibidem).
Torna-se também fundamental ressaltar que as características estruturais e
químicas, combinadas com outras, como tamanho e forma das partículas, conteúdo
de umidade, entre outras, são importantes para o entendimento do comportamento
que esses materiais apresentarão, quando utilizados em compósitos poliméricos
(Ibidem).
38
2.4 AGLUTINANTES
2.4.1 Definição
Nos compósitos madeira/plástico, o plástico é responsável pela melhora
das características de resistência à umidade e ao ataque de insetos e fungos.
Entretanto, numa temperatura onde muitos plásticos são processados a madeira irá
entrar em combustão (SCHUT, 1999). Por este motivo, as formulações dos
compósitos madeira/plástico ficam restritas a determinados tipos de plásticos, onde
a temperatura de processamento é relativamente baixa como é o caso do polietileno
(PE) e polipropileno (PP) para processos de injeção e extrusão (Ibidem).
Também, é possível a utilização de resinas do tipo uréia-formaldeído (UF),
ou melamina-formaldeído (MF), que são utilizadas no processo de moldagem por
compressão (VICK, 1999).
A resina UF e a resina MF, são apresentadas a seguir (Ibidem):
a. Uréia-formaldeído (UF): sua composição é baseada na uréia e
formaldeído. A uréia é produzida pela reação de dióxido de
carbono e amônia. O formaldeído é obtido pela oxidação do
metanol preparado a partir de monóxido de carbono e hidrogênio,
ou de petróleo. Mais de 90% das indústrias de painéis de
madeira utiliza resina UF, tendo em vista o seu baixo custo. Sua
desvantagem consiste na susceptibilidade à degradação
hidrolítica, na presença de umidade e/ou ácidos, especialmente
em temperaturas moderadas e elevadas e, também, na emissão
de formaldeído para a atmosfera;
39
b. Melamina-formaldeído (MF): apresenta coloração branca leitosa,
e com as vantagens de ter maior resistência à umidade em
relação à resina UF. No processo de fabricação do pré-
condensado de melamina-formaldeído (MF), o pH situa-se em
torno de 9, com a finalidade de não acelerar demasiadamente a
reação de condensação. Porém, a cura final ocorre no meio
ácido, com a utilização dos mesmos catalisadores da uréia-
formaldeído. A temperatura de cura situa-se entre 65 e 130ºC,
sendo que na temperatura de 130ºC não é necessário o uso de
catalisador.
2.4.2 Termoplástico e Termorrígido (Termofixo)
Os plásticos podem ser divididos em termoplásticos e termorrígidos
(termofixos):
a. Termoplásticos: é facilmente remodelável quando aquecido
(CANTO, 2004). Sua principal característica está na possibilidade
de ser fundido diversas vezes, o que torna possível a sua
reciclagem. Suas propriedades mecânicas variam conforme o
tipo de plástico podendo, em temperatura ambiente, ser
maleável, rígido ou frágil (GORNI, 2010);
b. Termorrígidos (Termofixos): tem como característica principal a
rigidez, sendo maleáveis apenas no momento da fabricação do
objeto e devem, portanto, ser moldados nesse momento
(CANTO, 2004). Após moldados, não mais se fundem, o que
compromete sua reciclagem (GORNI, 2010).
40
2.4.3 Aditivos
A madeira e o plástico – ou resina – não são os únicos componentes dos
compósitos madeira/plástico, pois esses compósitos podem conter materiais
aditivos, que são adicionados em pequenas quantidades, para melhorar o
processamento ou o desempenho do compósito (MAPLESTON, 2001).
Schut (1999), afirma que o plástico e a madeira não se interagem
facilmente. Por esta razão, nos processos patenteados de Wood-Plastic Composite
(WPC), geralmente são acrescentados algum tipo de aditivo, o qual tem a função de
aumentar a compatibilidade entre as fibras de madeira e os polímeros, melhorando,
desta forma, as propriedades mecânicas dos compósitos (LU et al, 2002).
São vários os aditivos utilizados nos compósitos madeira/plástico, como:
agentes compatibilizantes, dispersantes, lubrificantes, estabilizadores (luz e calor),
pigmentos e produtos químicos – como inseticidas e fungicidas –, que são produtos
incorporados às partículas de madeira durante o processo de aplicação do adesivo,
com a finalidade de melhorar algumas propriedades específicas dos painéis
(IWAKIRI, 2005).
Entre esses aditivos os mais comuns são:
a. Catalisadores: produtos como cloreto de amônia e sulfato de
amônia, adicionados à resina uréia-formaldeído com a função de
reativar a pré-condensação e aumentar a velocidade de
polimerização e cura da resina (IWAKIRI, 2005);
b. Emulsão de parafina: aplicado na proporção de até 1% baseado
no peso do sólido resinoso, com a finalidade de reduzir a
higroscopicidade das partículas de madeira e melhorar a
estabilidade dimensional dos painéis (IWAKIRI, 2005);
41
c. Retardantes de fogo: componentes químicos como fosfato de
amônia, ácido bórico e sulfato de amônia, incorporados ao
material durante o processo de produção, ou através da
impregnação em painéis, após a prensagem (IWAKIRI, 2005);
d. Produtos preservantes contra fungos e insetos: compostos
químicos incorporados ao material durante o processo de
produção, em proporção oscilando entre 0,25% a 2,5%, com
base de peso seco das partículas (IWAKIRI, 2005).
2.5 PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Para produção de compósito madeira/plástico são utilizados três processos
de fabricação:
1. Extrusão;
2. Injeção;
3. Compressão.
2.5.1 Extrusão e Injeção
Nos processos de extrusão e injeção os equipamentos e as técnicas são as
mesmas empregadas na indústria de plásticos, sendo utilizados, no lugar de
plástico, resíduos de madeira, na forma de pó ou farinha industrializados, misturados
com adesivos termoplásticos (DARDENE, 2003).
Ainda, segundo Dardene (2003), o ciclo do processo de extrusão se
compõe basicamente de cinco fases distintas, figura 3:
42
1. Entrada da matéria-prima;
2. Secagem das fibras de madeira;
3. Fusão do polímero;
4. Homogeneização da mistura de fibras de madeira e polímero;
5. Bombeamento da mistura através do cabeçote (saída).
FIGURA 3 – ESQUEMA PROCESSO DE EXTRUSÃO
A temperatura do material extrudado, no final do processo, varia
aproximadamente de 170ºC a 185ºC, sendo que temperaturas superiores a 200ºC
devem ser evitadas para reduzir a degradação das fibras de madeira. Este processo
de produção pode conter até 80% de pó ou farinha de madeira industrializada, e não
se deve permitir que a temperatura ultrapasse os 200°, para evitar a queima das
fibras da madeira (DARDENE, 2003).
O processo de injeção apresenta 4 fases, sendo facilitado através do pistão
que conduz o produto em direção ao molde, figura 4 (CANTO, 2004).
1. Entrada do produto em forma de grãos;
2. Aquecimento;
3. Fusão e homogeneização do produto;
4. Injeção (saída) em moldes apropriados.
43
FIGURA 4 – ESQUEMA PROCESSO DE INJEÇÃO
Na injeção de produtos com o material moldado, com mistura
“madeira/plástico”, geralmente obtida a partir da extrusão, pode haver até 80% de pó
ou farinha de madeira industrializada, conforme a figura 4 (DARDENE, 2003).
2.5.2 Compressão
Os componentes para a fabricação de produtos moldados de madeira são
partículas de madeira e resina, com processo de produção similar ao empregado na
fabricação do aglomerado, no qual a madeira é reduzida a pequenas partículas, de
acordo com o tamanho e as especificações do produto, sendo retirada sua umidade
e adicionada a ela resina no teor desejado (RAZERA, 2006).
Após a formação do chamado “colchão” (madeira + resina), este é
depositado no molde para a fase de consolidação da moldagem. O processo de
prensagem consiste de pré-compressão a frio seguida por compressão a quente,
com tempo de prensagem suficiente para que o vapor gerado durante o processo
seja liberado pelas bordas do molde (Ibidem).
Durante o processo de formação do colchão, é possível a adição de
catalisador, agente repelente à água, fungicidas, inseticidas, produtos retardantes de
fogo, e pigmentos coloridos, dependendo das características desejadas para o
compósito (GARDNER, 2002).
44
As principais vantagens dos produtos moldados, segundo Gardner (2002),
são: ciclo de prensagem de pequeno tempo, grande volume de produção, e boa
qualidade de superfície. E as principais desvantagens são: o alto capital inicial de
investimento, trabalho intensivo, e necessidade de operações secundárias.
As possibilidades de produtos moldados se ampliam. Porém, são
necessários alguns cuidados no planejamento das operações para se obter sucesso
na fabricação desses produtos, tais como custo baixo para o produto moldado e uma
quantidade suficiente de volume de produção para ser capaz de amortizar o custo
de equipamentos e moldes (GUEDES; FILKANSKAS, 1986).
Apesar dos estudos envolvendo o método de prensagem, de acordo com
Specialchem (2003), no mercado de compósitos madeira/plástico é,
predominantemente, utilizado o processo de extrusão, seguido pelo processo de
injeção, que está aumentando sua participação no mercado.
2.5.2.1 Processos de moldagem por compressão
O processo de moldagem é dividido em duas fases (MOSLEMI, 1974):
1. Pré-compressão do material para geração de peças com
superfícies de baixa profundidade;
2. Compressão, capaz de gerar impressão profunda com formas
destacadas, que consolida o produto.
O processo de moldagem por compressão de produtos moldados de
madeira é realizado de acordo com o esquema básico apresentado na figura 5, no
qual o molde metálico define a forma do produto por compressão e aquecimento
(RAZERA, 2006).
45
FIGURA 5 – ESQUEMA DO PROCESSO DE MOLDAGEM A QUENTE
FONTE: Adaptado de Razera (2006)
Os moldes são, usualmente, fabricados em aço ou alumínio, sendo
constituídos pela combinação de duas partes: macho e fêmea (GUEDES;
FILKANSKAS, 1986).
Os fatores mais importantes para o desenvolvimento de produtos moldados
por compressão são os fatores relacionados à geometria do molde, como espessura
da parede, direção da pressão no molde e prensagem unidirecional, ou
multidirecional, na moldagem (GARDNER, 2002).
Um aspecto importante no projeto dos moldes para moldagem de peças
produzidas com partículas de madeira são as aberturas para liberação do vapor
durante a prensagem. Essas perfurações devem estar localizadas em pontos
estratégicos a fim de evitar a concentração de vapor e umidade, o que resulta em
delaminação das camadas internas do produto (MOSLEMI, 1974).
Os fatores inerentes ao processo de produção são: o aquecimento do
molde, velocidade de fechamento da prensa, pressão específica (kgf/ cm²), tempo
de aquecimento, tempo de cura e tempo de desmoldagem (GARDNER, 2002).
46
2.6 DESIGN E A APLICAÇÃO DE COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO
Os compósitos madeira/plástico já estão sendo utilizados na fabricação de
uma série de produtos, e uma das razões é a sua baixa absorção de água, o que
torna o produto ideal para aplicações exteriores e para produtos que ficarão
expostos à umidade. O material não apresenta os problemas comuns à madeira,
quando submetidas a condições de muita umidade, como rachaduras,
empenamentos e apodrecimento (KOENIG; SYPKENS, 2002).
2.6.1 Produtos Desenvolvidos Através de Extrusão e Injeção
O Wood-Plastic Composite (WPC) está sendo utilizado na fabricação de
produtos como quiosques, mesas, cadeiras, floreiras, brinquedos de playground e
pontes para atender projetos de jardinagem, de piscina e de áreas de recreação
(KOENIG; SYPKENS, 2002).
As principais aplicações dos compósitos madeira/plástico são em produtos
para construção como decks, cercas, acabamento para paredes e peças decorativas
(portas e janelas). Outras aplicações incluem pisos para uso externo, construções
marinhas, interior de automóveis e caminhões, paletes e equipamentos para
playground entre outros (SPECIALCHEM, 2003).
Analisando o comércio de pisos, a empresa portuguesa Banema produz
decks em compósitos madeira/plástico, garantindo que, ao contrário da madeira
maciça, este material é muito mais estável e resistente (figura 6). O caráter natural
da madeira não se perde, e os perfis têm canaletas finas em uma face e canaletas
grossas na outra, o que permite a colocação de ambos os lados, com interessantes
opções de desenho. As principais características do produto são a sua elevada
47
resistência à umidade, à água salgada e ao cloro; grande durabilidade; e resistência
contra insetos e fungos. É um produto indicado para espaços públicos, além de ser
antiderrapante e não formar farpas (BANEMA, 2009).
FIGURA 6 – PISOS FABRICADOS EM COMPÓSITO
FONTE: Banema (2009)
Além do piso, os compósitos madeira/plástico estão tendo outras
aplicações dentro das casas, pois o material está sendo utilizado na fabricação de
peças de móveis, de decoração e em molduras (KOENIG e SYPKENS, 2002).
De acordo com Kaczmarek e Wortberg (2004), a empresa EIN Engineering,
do Japão, mostrou também que é possível a construção de paredes com função de
proteção acústica. Em ambientes internos, os perfis de compósito madeira/plástico
são encontrados nas molduras das portas, em portas inteiras, em canaletas, em
conduítes para cabos, em decks e em cercas para varandas (figura 7 e figura 8).
FIGURA 7 – EXEMPLO DE CERCAS
FONTE: Ein (2001)
FIGURA 8 – EXEMPLO DE DECKS
FONTE: Ein (2001)
48
Outros produtos como tubos, vasos, réguas escolares e perfis também são
possíveis de se fabricar com compósitos madeira/plástico (figura 9).
a) TUBOS EXTRUDADOS
b) VASOS PARA ORQUÍDEAS
c) RÉGUAS
d) PERFIS EXTRUDADOS
FIGURA 9 – EXEMPLO DE PRODUTOS EM COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO
FONTE: Yamaji (2004)
A Artegor, Laminados Especiais Ltda., sediada em Tatuí (SP), partindo da
tecnologia Wood-Stock, que foi desenvolvida inicialmente na Itália pela empresa
GOR, desenvolve o composto que é uma mistura de polipropileno, farinha de
madeira (aparas de madeiras descartadas pelas madeireiras de reflorestamento), e
outros aditivos, que são dosados em função de sua aplicação final, sendo totalmente
reciclável (figura 10) (ARTEGOR, 2009).
49
FIGURA 10 – WOOD-STOCK
FONTE: Artegor (2009)
O produto oferece diversas vantagens, tais como: a simplicidade de
processo e baixo custo final; uma grande flexibilidade de aplicações; facilidade de
moldagem; estabilidade dimensional; resistência a impactos; resistência à umidade;
e poder receber revestimentos de tecidos, de PVC, de couro e de outros materiais
(Ibidem).
Segundo a Artegor (2009), o Wood-Stock é utilizado em veículos de quase
todas montadoras instaladas no Brasil, como Fiat, GM, Volkswagen, Peugeot,
Citroën, Toyota, Honda e Mitsubishi. A Artegor fabrica parte dos painéis laterais,
porta-pacotes, medalhão dianteiro, medalhão traseiro, e outras peças dos carros.
Também é possível encontrar o Wood-Stock sem revestimento (figura 11),
que consiste na produção de placas coloridas as quais serão moldadas em
ferramentas texturizadas, permitindo assim a exclusão do revestimento (tecido, PVC,
entre outros). Para manter o acabamento emborrachado de um revestimento de
lateral de porta, esse conceito de processo permite a produção de placas de Wood-
Stock revestidas com filme de TPO, as quais serão texturizadas no molde, mantendo
as características de reciclabilidade (Ibidem).
50
FIGURA 11 – WOOD-STOCK SEM REVESTIMENTO
FONTE: Artegor (2009)
A empresa também possui outros produtos como é o caso do Gornaf, que
é uma família de compostos de poliolefinas e de fibras longas naturais, os quais são
extrudados, termoformados e reciclados, permitindo uma considerável redução de
peso e um significante aumento nas características mecânicas, figura 12
(ARTEGOR, 2009).
FIGURA 12 – MATERIAL GORNAF
FONTE: Artegor (2009)
Um outro material, também fornecido pela empresa, é o Plast-Wood que
reúne a beleza da madeira com a durabilidade do plástico, com redução de custos,
otimização de processos e qualidades como: maior estabilidade dimensional que a
madeira, rigidez, baixos níveis de absorção de água, menor custo do que o plástico,
resistência térmica, resistência a intempéries, a insetos, à radiação UV e 100% de
reciclabilidade, figura 13 (Ibidem).
51
FIGURA 13 – PLAST-WOOD
FONTE: Artegor (2009)
Uma outra indústria, Polyblu, localizada na cidade de Blumenau - SC, é
uma das pioneiras empresas no Brasil a fabricar o compósito Madeira/Plástico
denominado compostos Wood (POLYBLU, 2009).
Esses são compostos de polímeros formulados a partir de minerais com
resinas e fibras vegetais que, unidos, proporcionam um toque amadeirado ao seu
produto final, podendo aproximar-se dentre as mais diversas texturas de madeiras
existentes na natureza além de seu excelente acabamento, altíssima resistência
mecânica e a intempéries, características estas que são muito superiores quando
comparadas à madeira natural (Ibidem).
É possível serem utilizados na confecção de objetos injetados ou até
mesmo na extrusão de perfis para construção civil, como forros, rodapés, esquadrias
de janelas, decks de piscina, entre outros (Ibidem).
A empresa Polyblu disponibiliza um esquema de fabricação dos
compósitos, processo no qual as partículas de madeira, que são originadas das
toras de madeira, dão origem aos grãos de compósitos ao serem misturadas com as
52
resinas, que podem se transformar em variados tipos de produtos (figura 14).
(Ibidem).
FIGURA 14 – ESQUEMA DE FABRICAÇÃO DO COMPÓSITO
FONTE: Polyblu (2009)
2.6.2 Produtos Desenvolvidos Através de Compressão
No Brasil, também existem produtos desenvolvidos em pesquisa utilizando
o método de compressão, uma das referências é o Instituto Brasileiro de Meio
Ambiente e dos Recursos Florestais Renováveis (IBAMA), o qual tem realizado
pesquisas e produtos sobre o compósito madeira/plástico utilizando o
aproveitamento de serragem e sobras de madeira com a adição de plástico como
aglutinante. O IBAMA realizou a mistura de resíduos descartáveis da atividade
madeireira, como serragem, com polietileno (PE) de baixa densidade, que atua
como aglutinante, dando liga à madeira (figura 15) (SANPLAST, 2007).
FIGURA 15 – PLACAS DE COMPÓSITOS MADEIRA/PLÁSTICO
FONTE: Sanplast (2007)
53
Outros exemplos de produtos fabricados com compósitos madeira/plástico
podem ser gavetas para mobiliário (figura 16) e caixas para tomadas (figura 17),
realizadas através do processo de compressão, com o uso de moldes de alumínio.
FIGURA 16 – GAVETA
FONTE: Razera (2006)
FIGURA 17 – CAIXAS PARA TOMADA
FONTE: Razera (2006)
Um grande exemplo do uso de compósito na fabricação de um produto é o
televisor portátil "Jim Nature", do Designer Philip Starck, fabricado pela empresa
Saba. Esta peça utiliza madeira de alta densidade e plástico, a partir de moldagem
de resina – impregnada de serragem e pó de madeira – fixado com parafusos (figura
18) (CARMEL-ARTHUR, 2000).
FIGURA 18 – PHILIP STARCK”
Fonte: Carmel-Arthur (2000)
54
2.6.3 Novas Propostas Para Aplicação de Compósito Madeira/Plástico
De acordo com a Revista Plástico (2006), entre os grandes benefícios que
o compósito pode proporcionar está a facilidade de moldagens e de formatos,
permitindo uma grande gama de formas e estudos em design.
Assim como o compósito já foi aplicado em produtos como pisos,
mobiliários e eletrodomésticos de “linha marrom” (televisão), esta pesquisa tem
como objetivo a aplicação na “linha branca” de eletrodomésticos. Os produtos desta
linha são assim chamados em virtude da utilização de chapa de aço (que muitas
vezes é de cor branca) nos seus gabinetes (carcaças).
No que se refere especificamente à “linha branca”, a inovação tecnológica
tem caráter incremental, focando na diferenciação de produto – com constantes
mudanças de design e maior preocupação com a usabilidade dos produtos – e no
aprimoramento de processos produtivos que permitam redução de custos de
produção (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA
- ABINEE, 2010).
55
3. PRODUTOS “LINHA BRANCA”
3.1 DEFINIÇÃO
De acordo com a ELETROS (2009), organização que representa a indústria
de bens de consumo duráveis de eletrodomésticos e eletrônicos, a categoria é
subdividida em três tipos.
1. Eletrodomésticos de “linha branca”;
2. Eletrodomésticos de linha marrom;
3. Eletrodomésticos portáteis.
Em termos mundiais, a indústria de eletrodomésticos do tipo “linha branca”
agrega os bens de consumo duráveis não portáteis, como fogões, fornos de micro-
ondas, refrigeradores, máquinas de lavar freezers e condicionadores de ar
(ELETROS, 2009).
Os eletrodomésticos da linha marrom são compostos pelos seguintes
produtos: televisores, vídeo cassetes, DVD players, aparelhos de áudio (mini-
systems, micro-systems, CD players, walkmans), home theaters, receivers,
computadores e seus periféricos, câmeras digitais e analógicas, câmeras de vídeo,
projetores de imagens e aparelhos de som automotivos (Ibidem).
A linha de eletrodomésticos portáteis é composta por: ferros de passar
roupa, liquidificadores, aspiradores de pó, torradeiras, cafeteiras, ventiladores,
secadores de cabelo, máquinas de depilação feminina, sanduicheiras, grill elétricos,
fornos elétricos de mesa e alisadores de cabelos (Ibidem).
56
3.2 HISTÓRICO
3.2.1 A Indústria Mundial de Eletrodomésticos “Linha Branca”
A indústria de “linha branca” surgiu nos Estados Unidos, na década de
1920, como uma estratégia de diversificação das indústrias elétricas, apoiadas na
capacidade inventiva e na tradição de pesquisa de empresas como a General Eletric
e Westinghouse (MATUSITA, 1997).
A difusão de grande parte dos eletrodomésticos, principalmente, no
mercado norte-americano, iniciou-se após a Primeira Guerra Mundial. Porém, o
período de difusão de cada aparelho foi distinto, pois se associou às suas
respectivas funções e níveis de aceitação (Ibidem).
Os mercados mais antigos de “linha branca” são, respectivamente, o norte-
americano e o europeu. Nos Estados Unidos, a introdução e difusão dos
eletrodomésticos ocorreram na década de 1920, época do grande desenvolvimento
tecnológico no período entre guerras. Na Europa (Inglaterra), isso só ocorreu nos
anos de 1950 (SILVA, 2005).
Muitas transformações têm ocorrido nessa indústria devido ao contexto de
globalização que tem incidido, de forma sistemática, sobre a estrutura econômica e
produtiva de países e indústrias. Mas a indústria de “linha branca” atualmente se
caracteriza pelo predomínio de um número reduzido de grandes empresas
internacionalizadas, onde as cinco maiores respondem por quase 80% do
faturamento mundial. No Brasil, esse processo seguiu as tendências internacionais,
pois, nos anos de 1990, as grandes empresas brasileiras foram adquiridas pelos
57
principais grupos mundiais de fabricação de eletrodomésticos (PERTICARRARI,
2003).
A indústria mundial de eletrodomésticos de “linha branca” tem alterado sua
estrutura patrimonial nos últimos anos, visando a novos cenários econômicos e
potencialidades de mercado em diferentes partes do globo terrestre (Ibidem).
Atualmente, a indústria de eletrodomésticos de “linha branca” pode ser
considerada como um caso típico de oligopólio misto mundial controlado por um
número reduzido de grandes empresas especializadas e internacionalizadas que
dominam tanto a produção quanto o mercado internacional. Entre essas empresas,
destacam-se a Whirlpool (EUA), Electrolux (Suécia), General Electric (EUA), Bosch-
Siemens (Alemanha), Haier (China), Maytag (EUA), Merloni (Itália), Miele
(Alemanha), Elco Brandt (França), Liebherr (Alemanha) e Amaná (EUA) (CUNHA,
2003).
3.2.2 A Indústria Brasileira de Eletrodomésticos “Linha Branca”
O setor de eletrodomésticos “linha branca” foi implantado no país na
década de 1940, incentivado por programas de substituição de importação de bens
de consumo duráveis. Até a década de 1970, essa indústria era composta por
empresas predominantemente de capital nacional que, frequentemente, mantinham
uma administração de caráter familiar e a produção era destinada ao mercado
interno (SILVA, 2005).
A indústria brasileira de “linha branca” vem sofrendo transformações desde
a década de 1970, particularmente no que se refere à estrutura e às estratégias
adotadas pelas principais empresas do setor. Até então, essa indústria era
58
caracterizada pela existência de um número restrito de grandes empresas familiares
nacionais, que foram gradativamente substituídas por um pequeno número de
grandes empresas, controladas por conglomerados estrangeiros e participação
marginal das empresas nacionais (Ibidem).
A partir da década de 1990, um número restrito de empresas estrangeiras
passou a controlar a produção e o mercado doméstico, permitindo, no âmbito
nacional, a reprodução da estrutura e das estratégias predominantes na indústria
internacional (Ibidem).
Com a abertura de mercado no Brasil, acentuou-se a concorrência
internacional e a atenção das empresas em relação às tendências mundiais de
design. Neste contexto houve o universo de relações e o processo de design
industrial se torna mais complexo (ONO, 1999).
A partir dos anos 90 uma maior atenção é dada, ao desenvolvimento de
produtos, à definição do perfil dos usuários e às preferências e necessidades deles.
As empresas passaram a se preocupar mais com as tendências mundiais de design
e com a qualidade e racionalização dos custos de seus produtos, que passaram a
demandar um melhor cuidado e especificação de materiais, sendo “testados” e
ajustados de acordo com seus limites de resistência (ONO, 1999).
Para Cunha (2003), as inovações incrementais do produto são
fundamentais para estimular o sentimento de obsolescência dos eletrodomésticos,
buscando ampliar o consumo. Essas inovações incrementais, relacionadas ao
processo de produção, visam à diminuição dos custos e dos preços dos produtos
finais, à elevação da qualidade dos produtos, à redução de estoques de produtos
intermediários e finais, ao aumento da flexibilidade produtiva, ao aumento da
59
produtividade, ao aperfeiçoamento da relação com os fornecedores e a um melhor
atendimento ao cliente.
Tais inovações estão associadas à utilização de plataforma comum e
padronização de componentes de diferentes produtos, à difusão da automação em
cada etapa do processo produtivo, à incorporação de técnicas de controle de
qualidade, à adoção de técnicas de reciclagem e à utilização de novos métodos de
organização da produção e do trabalho (SILVA, 2005).
O fator custo apresenta-se como o principal obstáculo à diversificação de
produtos para os diferentes mercados locais, em virtude das corporações terem
como principal objetivo o lucro e a ampliação do capital e verem no intercâmbio de
componentes a produtos “globais” uma redução de custos (ONO, 1999).
Pina (2004) destaca que as mudanças tecnológicas nesse setor ocorrem
de forma relativamente lenta e, dessa forma, as condições de competitividade
acabam se associando à capacidade de gerenciamento de custos das empresas,
ampliando, assim, a importância dos novos métodos e técnicas de organização e de
gestão da produção e do trabalho que, além de não requererem altos investimentos,
ainda colaboram para a implantação de duas das principais estratégias das grandes
empresas: redução dos custos e ampliação da qualidade.
3.3 O AÇO UTILIZADO NA “LINHA BRANCA”
3.3.1 Definição
O aço pode ser encontrado no mercado em diferentes tipos: aço laminado
a quente, laminado a frio, galvanizado, em chapas metálicas e aço pré-pintado,
60
conforme figura 19 (CSN, 2009). Para esta pesquisa, o aço que será analisado com
mais precisão será o pré-pintado.
FIGURA 19 – INDÚSTRIA SIDERÚRGICA – TIPOS DE AÇO
FONTE: Adaptada de CSN (2009)
A produção de chapas de aço divide-se em cinco grupos principais:
laminado a quente, laminado a frio, galvanizado, folhas metálicas e aço pré-pintado.
Os produtos mais fabricados com chapa pré-pintada, de acordo com a CSN (2009),
são:
a. Construção Civil: as telhas e tapamentos laterais, painéis
arquitetônicos e termoacústicos, forros, portas e portões,
61
esquadrias, eletrocalhas, estruturas metálicas leves, entre outros;
b. Eletrodomésticos de “linha branca” e de linha marrom:
refrigeradores, freezers, fogões, fornos elétricos e de
microondas, lavadoras de roupa e de louça, secadoras,
condicionadores de ar, móveis, gabinetes para computador,
vídeo cassetes, televisores, luminárias, entre outros;
c. Autopeças e acessórios: pintura de chassis e assoalho, entre
outros;
d. Embalagens de aço: para embutidos, pescados, leite e outros
alimentos, tintas e vernizes, bebidas, embalagens decorativas,
entre outros.
A chapa de aço pré-pintada pode ser fabricada em vários metais-base,
entre eles: zincado a quente, eletrozincado, zincalume, laminado a frio, folha de
flandres e aço Inox. Com exceção do aço inox e do alumínio todos os outros tipos
são aço com banho de zinco, ou laminados. Os acabamentos são variados, podendo
ser liso, texturizado, metálico ou perolizado (TEKNO, 2009).
As chapas pré-pintadas podem ser encontradas com espessura de 0,25
mm a 1,55 mm e largura de 800 mm a 1600 mm (INAL, 2009). De acordo com
entrevista concedida por Pietruza (ver apêndice A), as chapas de aço já podem ser
fornecidas cortadas no tamanho necessário para cada tipo de eletrodoméstico.
As chapas de aço pré-pintadas estão presentes nos gabinetes de máquina
de lavar roupas, portas e gabinetes de refrigeradores, laterais e painéis de fogões e
gabinete de micro-ondas, conforme figura 20 (CSN, 2009).
62
FIGURA 20 – IMAGENS DA CHAPA DE AÇO PRÉ-PINTADA NA “LINHA BRANCA”
FONTE: CSN (2009)
O mercado de aço para “linha branca” sofreu mudanças de cenário nesta
última década, com a redução da espessura da chapa e a consolidação da utilização
do galvanizado, que foram os fatos mais marcantes (Ibidem).
O princípio da pré-pintura está alicerçado em três fases básicas:
1. Pré-tratamento;
2. Pintura por meio de rolos;
3. Cura.
O aço pintado no processo contínuo passa por várias etapas de tratamento
e revestimento até estar pronto para ser enviado ao cliente (figura 21). Podem ser
encontradas em dez cores padronizadas: branca, dois tons de amarelo, dois tons de
cinza, dois tons de vermelho, um tom de verde e dois tons de azul (Ibidem).
FIGURA 21 – PROCESSO DE PRÉ-PINTURA DO AÇO
FONTE: CSN (2009)
63
3.4 PRODUTOS “LINHA BRANCA”
Conforme Cunha (2003), a indústria de eletrodomésticos “linha branca”
pode ser considerada tecnologicamente madura por ser caracterizada pela
existência de inovações incrementais nos seus produtos.
Com o objetivo de recordar formas e materiais utilizados em épocas
anteriores e atuais serão apresentados a seguir alguns produtos integrantes da
“linha branca”.
Um ótimo exemplo de eletrodoméstico “linha branca” é o refrigerador, que,
além de ser o primeiro eletrodoméstico a ser desenvolvido e produzido, obteve
diversas alterações no seu formato e nos materiais que o compõem. As figura 22 e
figura 23 retratam uma das primeiras geladeiras fabricadas, ainda desenvolvidas
com madeira em sua estrutura externa e em chapas de aço em sua estrutura
interna.
FIGURA 22 – GELADEIRA ANTIGA, 1920
FONTE: Geladeiras antigas (2009)
FIGURA 23 – GELADEIRA ANTIGA (VISTA INTERNA) 1920
FONTE: Geladeiras antigas (2009)
Os refrigeradores fabricados na década de 1930 já apresentavam chapa de
aço em seus gabinetes, com variações de cores e tonalidades, em substituição à
64
madeira. Como exemplo, é apresentado o refrigerador da empresa americana
Stewart Warner, fabricado no ano de 1932, conforme a figura 24 (GELADEIRAS
ANTIGAS, 2009).
FIGURA 24 – REFRIGERADOR STEWART WARNER 1933
FONTE: Geladeiras Antigas (2009)
Na década de 1950, os refrigeradores apresentavam-se arredondados,
com forte influência do design norte-americano. Os puxadores das portas eram do
tipo alavanca, com trava, metal cromado e destacavam-se muito em relação ao
gabinete que era de outra cor e esmaltado. Eram fabricados com painéis prensados,
e apresentavam grande resistência, devido ao grande tamanho da estrutura e os
materiais utilizados nele (ONO, 1999).
A forma era condicionada pelo processo produtivo, ou seja, prensagem de
painéis e forja de metais que possibilitavam somente a conformação de curvas
amplas e raios suaves (Ibidem).
É exemplo desta época o refrigerador Cônsul Júnior, que foi o primeiro
minirrefrigerador fabricado no Brasil (figura 25). Com aproximadamente 50l, era
indicado para cozinhas pequenas, casas de veraneio, bares domésticos,
laboratórios, consultórios médicos e escritórios (CÔNSUL, 2010).
65
FIGURA 25 – REFRIGERADOR CONSUL JÚNIOR
FONTE: Cônsul (2010)
Seu gabinete foi fabricado inteiramente em aço extraforte, com ângulos
reforçados para maior solidez e resistência, com acabamento especial contra
oxidação, através de uma camada de esmalte sintético sobre a demão base
(Ibidem).
Como isolante térmico, as portas continham poliestireno de alto impacto, e
o corpo do gabinete, lã de vidro. Os pés eram em madeira maciça, com altura de
0,30 m, que poderiam ser retirados para fixação do aparelho à parede ou para
permitir sua colocação sobre outro móvel. Com dimensões 0,54 x 0,54 x 0,63 m (H x
L x P), sem os pés, e com peso de 60 kgf, poderia ser encontrado nos cores azul,
verde e branco (CÔNSUL, 2010).
O primeiro refrigerador fabricado no Brasil, também é da década de 1950,
com 198L de capacidade e utilizando querosene, no sistema chamado de absorção,
onde através do calor se produz frio. Possuía gabinete em aço com pintura tinta
esmalte branco, conforme a figura 26 (Ibidem).
66
FIGURA 26 – REFRIGERADOR CONSUL CM451
FONTE: Cônsul (2010)
Outro exemplo de produto fabricado na década de 1950 eram os fogões,
que além de não possuírem vidro no painel frontal, ainda possuíam abas que
exigiam mais presença de material (figura 27).
FIGURA 27 – EXEMPLO DE FOGÃO DA DÉCADA DE 50
FONTE: Dako (2010)
No início da década de 60, os pés metálicos são eliminados, o gabinete
passa a ficar rente ao chão e as alavancas das portas são posicionas na horizontal.
Formas, tecnologia, uso dos materiais, e os acabamentos são similares aos da
década anterior. Em meados de 60, adota-se o predomínio de linhas retas,
possibilitado pelo avanço tecnológico, que ocasiona uma maior facilidade aos
processos de fabricação (ONO, 1999).
67
Os refrigeradores assumem gabinetes com menor quantidade de aço e
pintura eletrostática, como o refrigerador superluxo da Cônsul (figura 28-a), 146l, e o
refrigerador capacidade total (figura 28-b), com 334l de capacidade. Também
ilustram a preocupação com a diminuição de material utilizado e, consequente
diminuição de peso nos produtos, sendo em média 141% menos pesados que os
produtos da década de 1950. O refrigerador da figura 12-a apresenta tampo em
fórmica que possibilita a utilização do aparelho como apoio (CÔNSUL, 2010).
a) – REFRIGERADOR SUPER LUXO
b) – REFRIGERADOR CAPACIDADE TOTAL
FIGURA 28 – DIFERENTES TIPOS DE REFRIGERADOES DA DÉCADA DE 1960
FONTE: Cônsul (2010)
Outras características são marcantes nestes produtos, como: compressor
silencioso e econômico, presença de imã na porta, que aumenta a resistência
térmica ao diminuir a fuga de ar, diminuição da espessura das laterais, mediante
evolução do sistema de isolamento térmico, moldura da porta em alumínio polido
anodizado, e fabricação nas cores verde, azul, vermelho e branco (Ibidem).
Porém, nem todos os eletrodomésticos utilizavam chapa de aço. Por
exemplo, a máquina de lavar roupas ainda possuía madeira maciça em seu
gabinete, como o produto da empresa brasileira Wanke, lançado no ano de 1964 e
que teve a sua produção estendida até 1990 (figura 29). Esse produto possuía cintas
68
de aço para sustentar a carcaça em madeira e pés com rodízios metálicos (WANKE,
2010).
FIGURA 29 – MÁQUINA DE LAVAR ROUPA
FONTE: Wanke (2010)
Nos anos 70, predominam ainda as linhas retas, mas já se observa uma
redução no dimensionamento da estrutura e uso dos materiais. Há uma maior
utilização do plástico e o deslocamento do motor para a parte traseira possibilita um
maior aproveitamento do espaço interno (ONO, 1999).
Verificam-se contribuições na tecnologia de materiais, com o lançamento
do isolamento com lã de vidro e poliuretano nos refrigerados pela Whirlpool.
Também são destaques desta época o acendimento automático de forno e o
revestimento térmico na parede do forno dos fogões. Lança-se pela Brastemp o
degelo automático, o fecho magnético e o termostato nos fogões (Ibidem).
Linhas sóbrias, gabinetes com aplicação de outros materiais, como a
fórmica laminada de madeira, em conjunto com a chapa de aço – indicando um
início do processo de personalização –, diversidade de cores, e acabamento externo
com pintura eletrostática antioxidação, também são exemplos (CÔNSUL, 2010).
69
O refrigerador Cônsul Júnior Trailer (figura 30-a) é um ótimo exemplo de
produtos desta época, pois apresenta gabinete em aço e painel frontal laminado de
madeira, que pode ser substituído, de acordo com a decisão do usuário (figura 30-
b), além de oferecer a possibilidade de ser embutido. Quando não embutido, pode
ter o seu tampo utilizado para apoio. Possui capacidade de 95l, dimensões de 0,72 x
0,51 x 0,57 m (H x L x P) e peso de 32.7 kgf. A média de peso dos produtos se
manteve semelhante ao da década anterior (Ibidem).
a) – EXEMPLO DO REFRIGERADOR
b) – Detalhe painel
FIGURA 30 – REFRIG. JÚNIOR TRAILER
FONTE: Cônsul (2010)
Nos anos 80 os produtos não apresentam grandes alterações em termo de
formas, possuindo apenas imagem mais “limpa”. Encontram-se gabinetes em cores
azul claro, cinza, marrom, e bege, além do branco. O azul claro e o cinza são
eliminados no final da década. Os puxadores passam a ser embutidos e localizados
na parte superior da porta (ONO, 1999).
O aspecto mais significativo nos produtos dessa época, foi a redução na
média de peso dos produtos, sendo de 108 kgf por m³ de produto, 27% em média
mais leve em relação à época anterior. Isto representou uma significativa redução na
quantidade de materiais utilizados na fabricação dos produtos, e também
substituições de materiais mais pesados por mais leves. O refrigerador Maxi Luxo –
70
com capacidade de 340l, dimensões de 1,45 x 0,68 x 0,74 m (A x L x P) e peso de
79 kgf –, a secadora de roupa e o condicionador de ar representam os produtos
fabricados nesta época, conforme figura 31-a,b,c, respectivamente (CÔNSUL,
2010).
a) – REFRIG. MAXI LUXO
b) – SECADORA
c) – CONDICIONADOR DE AR
FIGURA 31 – EXEMPLO DE PRODUTOS DÉCADA DE 1980
FONTE: Cônsul (2010)
Na década de 1990, os produtos assumiram padrão mais moderno,
viabilizados pela introdução de novos materiais e processos tecnológicos. Os perfis
em plástico predominam, e as cores branca, marrom ou cinza eram as ofertadas.
Cresce a busca pela diversidade de produtos fabricados, assim como a preocupação
com questões ecológicas, ao buscar a redução do impacto ambiental dos mesmos
(ONO, 1999).
Novos detalhes como portas garrafas, materiais transparentes, e
resistentes, no interior dos produtos, portas reversíveis, e produtos com novas
funções, tais como o acendimento automático, forno auto-limpante, timer, puxadores
embutidos, lavadoras com cestos em inox e parte superior do gabinete (tampa e
painéis) em plástico, são exemplos do conteúdo destes produtos (ONO, 1999).
71
O refrigerador Biplex 41 (ver figura 32), com capacidade total de 402l,
dimensões 1,76 x 0,71 x 0,62 m (A x L x P) e peso de 80 kgf, representa a década
de 1990, na qual a média de peso por m³ de produto foi de 103,9 kgf. Neste
contexto, há uma redução de, aproximadamente, 3,9% do peso dos produtos em
relação à década de 1980 (Ibidem).
FIGURA 32 – REFRIG. BIPLEX
Após o ano 2000, começaram a ocorrer modificações mais significativas no
formato dos eletrodomésticos, principalmente, em virtude do aumento da
concorrência. Inicia-se a transformação dos produtos em verdadeiros objetos
personalizados, que buscavam uma identificação da parte do cliente (CUNHA,
2003).
A empresa Brastemp, que nos anos 2000 alterou o formato das campanhas
de mídia, é um exemplo de mudança nos perfis dos produtos, ao colocar em cena o
consumidor dos seus produtos com concepção de "não-consumidor". Desta forma,
lançou a assinatura "Seja Autêntico", com a criação do minirrefrigerador Brastemp
Plá, com capacidade para 80l, que se “veste” com painéis assinados por grandes
estilistas, conforme figura 33 (BRASTEMP, 2009).
72
FIGURA 33 – MINIRREFRIGERADOR BRASTEMP
FONTE: Brastemp (2009)
No universo das geladeiras, essa opção é uma fuga à monotonia dos imãs
e dos telefones de farmácia, pois é um produto que possui a frente customizada. O
painel apresentado é da grife Cavalera, tendo ainda os painéis da grife Lódice e da
estilista Gisele Nasser. O tom cinza traz um efeito moderno e discreto para destacar
as imagens da porta (Ibidem).
Esse sistema de adesivos também já está sendo aplicado a fornos micro-
ondas. O tradicional gabinete em chapa de aço branca é personalizado através de
adesivos autocolantes e diferenciados, deixando o produto com aspecto
personalizado, conforme figura 34 (Ibidem).
FIGURA 34 – MODELO DE MICRO-ONDAS COM ADESIVOS
FONTE: Brastemp (2009)
73
Outra estratégia de marketing utilizada é o redesign de produtos retrô. A
empresa Brastemp lançou a minigeladeira retrô anos 1950 (figura 35), referenciando
o refrigerador Cônsul Júnior, conforme figura 25. As diferenças mais acentuadas são
os pés formato palito, marco dos anos 1950, que eram em madeira, e no formato do
gabinete, que era mais arredondado (Ibidem).
FIGURA 35 – MINIGELADEIRA RETRÔ ANOS 50
FONTE: Brastemp (2009)
Outro design retrô pode ser verificado na máquina de lavar roupa, estilo
anos 1960, da empresa Wanke, conforme figura 36, que é réplica da lavadora de
roupas fabricada pela empresa entre as décadas de 1960 e 1990 (figura 29). A
lavadora tem o gabinete confeccionado em madeira pinus – diferente dos
tradicionais gabinetes de máquinas de lavar roupas em chapas de aço e plástico –,
tratado quimicamente com impermeabilizante, e pintado com verniz natural, ou
pigmentado. Internamente, possui painel e tanque em polipropileno, o que impede o
contato da água com a madeira. Também possui pés em material plástico, e pode
ser encontrada nas cores marfim e imbuia (WANKE, 2010).
74
FIGURA 36 – MÁQUINA DE LAVAR ROUPA RETRÔ
FONTE: Wanke (2010)
A ideia de modificar o visual dos produtos, principalmente nas formas, com
diferenciação dos estilos tradicionais, está sendo estudada com freqüência. Se o
material utilizado nos gabinetes não permite muitas opções de formas diferenciadas,
os efeitos e inovações ocorrem nas cores, e adesivos são aplicados nos produtos.
Exemplo disto é o resultado do trabalho da loja de design MiCasa, ao lançar a
coleção Moda Home, que, entre os produtos para casa, lança também as
minigeladeiras com design retrô e estampas da estilista Adriana Barra, conforme
figura 37 – a e b (MICASA, 2008).
a) – MINIGELADEIRA PAC-MAN
b) – MINIGELADEIRA SPEEDY RACER
FIGURA 37 – EXEMPLO DE GELADEIRAS
FONTE: Micasa (2008)
75
Entre os refrigeradores também é possível verificar variedade de
acabamento, no intuito de diferenciação dos produtos. A Samsung (2009) traz
algumas inovações na aparência dos seus produtos, e oferece ao cliente desde os
modelos tradicionais (figura 38-a), com todo o gabinete fabricado em chapa de aço
pré-pintado, até produtos mais modernos, revestidos em aço inox (figura 38-b).
a) – REFRIGERADOR TRADICIONAL
b) – REFRIGERADOR EM INOX
FIGURA 38 – EXEMPLO DE REFRIGERADOR
FONTE: Samsung (2009)
A tendência por uso de chapa de aço inox, em especial escovada, também
é aplicada a outros produtos da “linha branca”, como é o caso de fogões, freezers e
fornos de micro-ondas, conforme figura 39 (CÔNSUL, 2010).
FIGURA 39 – FORNO MICRO-ONDAS EM INOX
FONTE: Cônsul (2010)
Outro produto destaque é o refrigerador Side-by-Side (figura 40-a), com
espelhos nas portas, projetado para pessoas que buscam estilo e sofisticação sem
abrir mão da performance, e o refrigerador com acabamento reflexivo (figura 40-b),
76
que possui uma película especial colorida e reflexiva aplicada sobre a chapa de aço
(SAMSUNG, 2009).
a) – REFRIG. SIDE-BY-SIDE
b) – REFRIG. COM PELÍCULA
FIGURA 40 – EXEMPLO DE REFRIGERADORES
FONTE: Samsung (2009)
A indústria de eletrodomésticos “linha branca” também começa a trabalhar
com formas curvas para os produtos. Consequentemente, o uso de outros materiais,
além do aço pré-pintado, torna-se necessário. O material mais utilizado, em
substituição ao aço, tem sido o plástico, o qual permite moldar e conseguir formas
diferenciadas, conforme apêndice A.
Um exemplo de inovação de produtos com formas sinuosas e design
arrojado é o forno micro-ondas da Brastemp, que é fabricado em plástico, com
acabamento na cor prata, com capacidade para 13l, conforme figura 41
(BRASTEMP, 2009).
. FIGURA 41 – MICRO-ONDAS BRASTEMP
FONTE: Brastemp (2009)
77
Outro exemplo de produtos com formas diferenciadas é a minilavadora de
roupas Eggo – também invenção da Brastemp – com formato oval, diferente de
todas as formas retas das lavadoras de roupas existentes no mercado. Também não
possui chapa de aço em seu gabinete, sendo este fabricado apenas em plástico,
conforme figura 42 (Ibidem).
FIGURA 42 – LAVADORA EGGO
FONTE: Brastemp (2009)
Analisando a história dos eletrodomésticos é possível concluir que muitas
mudanças já ocorreram nesses produtos, conforme as mudanças de gosto, hábito
e/ou necessidade dos consumidores. Tais mudanças têm buscado a simplificação
do uso, a redução do tamanho dos aparelhos, a sofisticação dos produtos, a
elevação da relação espaço útil x espaço ocupado pelos produtos. Também,
destacam-se as reduções no consumo de água, na quantidade de energia utilizada e
do nível de ruído (CUNHA, 2003).
Alterações em termos de materiais também são evidentes, pois nas últimas
décadas os produtos alteraram as suas formas, com o avanço tecnológico de
produção, indo do arredondado para as formas retas e sóbrias. As cores e
78
acabamentos também variaram bastante, de produtos com cores primárias3, a
produtos com cores neutras (branco e cinza) (ONO, 1999).
Ocorreu também um severo dimensionamento das dimensões e do uso de
materiais, com menor quantidade de materiais (em especial o aço) e diminuição da
espessura das laterais dos produtos, devido à evolução do sistema de isolamento
térmico e através de contribuições na tecnologia de materiais, com o lançamento do
isolamento lã de vidro e poliuretano. Todas estas alterações, de formas e materiais,
ocasionaram considerável redução na média de peso dos produtos (Ibidem).
A introdução de novos materiais e processos tecnológicos também
possibilitou maior utilização do plástico, em partes onde antes era aplicada a chapa
de aço, e também em acessórios e peças, fabricados em materiais transparentes, e
resistentes, no interior dos produtos. Portas reversíveis, e acessórios que facilitam a
utilização dos produtos, como é o caso dos materiais auto-limpantes, também são
contabilizados como inovações (Ibidem).
Dentro deste universo de aplicação de novos materiais, o alumínio é um
outro exemplo de material que está sendo introduzido na linha de produção dos
gabinetes de eletrodomésticos “linha branca”. Este antes era utilizado apenas na
fabricação de motores de eletrodomésticos e sistemas de trocas térmicas de
refrigeradores e freezers. Por ser mais leve e mais resistente à oxidação que o aço
inoxidável e, também, considerado mais agradável esteticamente, os
eletrodomésticos de alumínio começam a se destacar (REVISTA ALUMÍNIO, 2009).
3 Cores primárias se refere a cores inteiramente distintas umas das outras, no sentido de não apresentarem valor cromático em comum, sendo elas o azul, o vermelho e o amarelo (OSTROWER, 1983).
79
Um dos fatores de os produtos fabricados em alumínio possuírem um
grande apelo estético, com visual de sofisticação, é por serem mais agradáveis ao
toque do que o aço, ao não transmitir sensação de frio. São, também, características
procuradas no uso do alumínio, e que constituem preocupação por parte das
indústrias, a utilização de materiais que possuem menor condutividade térmica,
maior resistência à corrosão, menor peso e superior tempo de vida útil. (Ibidem).
Por outro lado, o alumínio também é um produto de grande impacto
ambiental, principalmente se for fabricado com material primário (primeiro uso),
devido ao excessivo consumo de energia em sua fabricação (ECOINDICATOR,
1999).
Todo este estudo permite avaliar que o mercado está mudando e novas
opções de acabamento e de materiais podem ser estudados, e utilizados, em
substituição aos tradicionais, com potencial de serem bem aceitos pelos clientes
(CUNHA, 2003).
Dentro deste contexto, de novas opções de materiais aplicados na “linha
branca”, o compósito também pode ser um material possível de aplicação em
gabinetes destes produtos. Pois, reúne características procuradas pelas indústrias,
tais como ser agradável ao toque, sem transmitir sensação de frio e, por ser
fabricado em madeira e plástico possui menor condutividade térmica e maior
resistência à corrosão, se comparado à chapa de aço. Também podem contribuir
para a fabricação de sofisticados produtos, com aparência diferenciada de tudo que
existe no mercado, podendo ser em tom de madeira ou em cores tradicionais.
80
4. PROPRIEDADES DO COMPÓSITO MADEIRA/PLÁSTICO
Para esta pesquisa, de aplicação do compósito nos gabinetes de
eletrodomésticos “linha branca”, é de grande relevância o estudo das propriedades
mecânicas, térmicas e elétricas; visto serem produtos que utilizam chapa de aço
como revestimento externo, além de estarem em constante contato com a umidade.
As propriedades mecânicas são importantes para avaliar a resistência do
material compósito, com base na espessura pesquisada. As propriedades elétricas
apontam o nível de isolamento elétrico de um material, na presença, e na ausência,
de umidade. As propriedades térmicas demonstram o nível de condutividade térmica
dos materiais; no caso deste estudo, é importante para aplicação de compósito em
paredes de produtos que possuam função de refrigeração.
4.1 PROPRIEDADES MECÂNICAS
As propriedades mecânicas do compósito madeira/plástico – módulo de
elasticidade e ruptura, compressão paralela e ligação interna – utilizadas nesta
pesquisa, serão referências dos resultados obtidos por Razera (2006):
4.1.1 Módulo de Elasticidade e Ruptura
Módulo de elasticidade pode ser definido como a relação entre as tensões
e as deformações sob o limite de proporcionalidade – tensão máxima sob a qual as
deformações são proporcionais às tensões. E módulo de ruptura é a tensão sob a
qual o corpo, submisso a ela, se rompe (PARETO, 2003).
81
A Norma Européia EN 312-3 (1996) apresenta valores mínimos para
painéis aglomerados com densidade na faixa de 0,60 g/cm³ a 0,80 g/cm³, de 18.000
kgf/cm² para MOE4 e de 140 kgf/cm² para MOR5. As chapas fabricadas com adesivo
melamina-uréia-formaldeído (MUF) atingiram média de resultados de flexão estática
(MOR) e (MOE) equivalente ao solicitado pela norma. Porém, apresentaram
melhores resultados em flexão estática (MOR) e (MOE) quando ocorreu aumento do
teor da resina MUF de 10% para 20% e quando ocorreu aumento do tempo de
prensagem de seis minutos para dez minutos.
4.1.2 Compressão Paralela
Compressão paralela é a atuação de uma força sobre um corpo, que
provoca um esforço de compressão com a tendência de esmagar as partículas do
corpo umas contra as outras. As forças internas do corpo apresentam reação às
forças externas, equilibrando-a ou não, conforme a tensão e conforme a natureza do
material do qual é composto (PARETO, 2003).
No ensaio de compressão paralela realizado com o compósito, de acordo
com a norma ASTM D 3501 (1976), as chapas produzidas com teor de resina MUF
de 20% apresentaram melhores resultados em comparação às chapas produzidas
com 10% de resina. Houve também um aumento significativo nos valores de
compressão paralela com o aumento do tempo de prensagem de seis minutos para
dez minutos.
4 Módulo de elasticidade de um material. 5 Módulo de Ruptura de um material.
82
4.1.3 Ligação Interna
Quando uma amostra é testada em tração perpendicular, geralmente
ocorre a ruptura na porção média da sua espessura, que corresponde à região de
menor densidade e ligação entre partículas (IWAKIRI, 1989).
A norma EN 312-3 (1996) solicita valores mínimos de 4,0 kgf/cm² para os
painéis aglomerados com densidade na faixa de 0,60 g/cm³ a 0,80 g/cm³ nos
ensaios de ligação interna. Os painéis fabricados com o adesivo MUF apresentam
valores médios de ligação interna superiores ao valor mínimo exigido pela referida
norma. Entretanto, para chapas produzidas com o adesivo (MUF), o aumento no teor
de 10% para 20% de resina resulta em um pequeno incremento nos valores médios
de ligação interna. E o aumento do tempo de prensagem de seis minutos para dez
minutos, resulta em um aumento significativo nos valores de ligação interna.
4.2 PROPRIEDADES ELÉTRICAS DOS MATERIAIS
4.2.1 Choques Elétricos
Modernos equipamentos domésticos, entre eles os eletrodomésticos,
facilitam a vida moderna. Porém, o mau uso da eletricidade, as condições precárias
das instalações – na maioria das residências –, além de um número mínimo de
casas e apartamentos serem adaptados com condições ideais de aterramento,
ocasiona riscos constantes de choques elétricos (ABRACOPEL, 2009).
A Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da
Eletricidade (ABRACOPEL, 2009) realizou uma pesquisa sobre a ocorrência de
choques elétricos com 250 pessoas de todos os tipos – leigos e profissionais –, das
83
quais 86% responderam que já sofreram algum tipo de choque elétrico. Entre as
maiores causas apontadas para choque elétrico estão: eletrodomésticos, com 23%;
chuveiros elétricos, com 22%; e substituições de lâmpadas e tomadas, com 20%.
Outro levantamento estatístico, realizado pelo programa Casa Segura
(2007), com o intuito de indicar o índice de choque elétrico sofrido pela população
pesquisada, bem como as causas e consequências destes acontecimentos, apontou
que 84% das 330 pessoas pesquisadas já foram vítimas de choque elétrico, e os
motivos foram diversos: 40%, fios desencapados / uso de benjamins ou extensões;
32%, chuveiro; 13%, geladeira/máquina de lavar; 8%, ao ligar equipamentos
elétricos; 6% ao trocar lâmpadas; e 1%, outros motivos.
4.2.2 Materiais Isolantes Elétricos
Isolantes elétricos são aqueles materiais que têm poucos elétrons livres e
que resistem ao fluxo dos mesmos. Alguns materiais desta categoria são: plástico
(resinas), silicone, borracha, vidro (cerâmicas), óleo, água pura deionizada. A
resistência desses materiais ao fluxo de cargas é alta, é por isso usada para
encapar fios elétricos de cobre, seja em uma torre de alta tensão ou no cabo de uma
secadora (FEMA ISOLANTES, 2010).
O que torna um material bom condutor elétrico é a grande quantidade de
elétrons livres que ele apresenta à temperatura ambiente. Os isolantes elétricos são
separados de acordo com a tensão de que se quer fazer o isolamento. Um pedaço
de madeira, por exemplo, só pode ser considerado isolante até uma determinada
classe de tensão. Se essa tensão for elevada a determinados níveis, a madeira, por
exemplo, pode se tornar um condutor de eletricidade (Ibidem).
84
4.3 PROPRIEDADE TÉRMICA DOS MATERIAIS
4.3.1 Mecanismos da Transferência do Calor
Quando existe uma diferença de temperatura entre duas regiões do
espaço, esta tende a desaparecer espontaneamente pela passagem de calor de
uma região para outra (COSTA, 1974).
Ao conjunto de fenômenos que caracterizam essa passagem de calor é
dado o nome de transmissão de calor, a qual pode efetuar-se de três maneiras
distintas: condução, convecção e radiação. Todas com a seguinte característica:
necessidade de uma diferença de temperatura entre duas regiões, com o fluxo
térmico sempre no sentido das temperaturas decrescentes (Ibidem).
4.3.2 Condução
É necessário conhecer os coeficientes dos materiais isolantes para
determinar a espessura de parede a ser prevista, ou também as perdas de calor que
podem ocorrer através de um determinado tipo de isolante (COSTA, 1974). Desta
foram é possível utilizar os seguintes métodos:
a) Ensaios em regime permanente
De acordo com Costa (1974), uma das faces do corpo é colocada em
contato com uma fonte de calor e a outra, com uma fonte fria. Com temperaturas
uniformes e constantes, as fases são atravessadas por um fluxo de calor uniforme
que penetra no corpo pela face quente saindo pela face fria. O fluxo de calor pode
ser medido de duas formas:
85
1. Pela face fria, conduzindo o fluxo para um calorímetro que mede
a quantidade de calor transmitida em um dado tempo;
2. Através do fluxo fornecido por uma fonte quente, determinando a
quantidade de calor cedida. Este caso é produzido por uma
resistência elétrica percorrida por uma corrente.
Para medidas da condutividade térmica é comum o uso de formas
geométricas, sendo placas planas, esfera oca ou cilindro oco, as mais comuns.
Todas as peças que são medidas possuem dimensões finitas, não sendo importante
ocorrerem perdas de calor pelas bordas das placas (TIPLER /1, 1984).
b) Método da placa (método de Poengsen)
Aplicado em corpos que possuem uma superfície plana, como matérias
fibrosas, granuladas e pulverulentas. Este elemento de medida é formado por placas
aquecidas eletricamente. Sobre as suas faces coloca-se o material de ensaio cujo K
(condutividade térmica) precisa ser medido. O material será recoberto por placas
refrigeradas por água (COSTA, 1974).
c) Regime variável
Estuda os fenômenos térmicos que se produzem entre o momento que
aparecem as causas térmicas e aquele em que é atingido o equilíbrio térmico.
4.3.3 Convecção
Quando um líquido ou um gás está em contato com um corpo sólido, fica
fácil demonstrar a presença de uma película fluida aderida e relativamente
estacionária sobre a superfície do sólido. Esta película torna-se cada vez mais fina à
86
medida que cresce a velocidade do fluido paralelamente à superfície, e não se
separa da mesma senão sob velocidades muito elevadas (COSTA, 1974).
O calor só pode atravessar por condução, se bem que, quando as
partículas estão aquecidas, podem ser arrastadas mecanicamente pelo movimento
da massa principal. Assim, a transmissão do calor acontece por convecção em
superfícies de contato (película) entre um fluido e um sólido, que é acompanhada de
uma elevada queda de temperatura na região (TIPLER /1, 1984).
4.3.4 Radiação de Calor
Um corpo quente com diferentes temperaturas, diante do zero absoluto,
cede sempre o seu calor em forma de energia radiante, que é propagada em todas
as direções. Se a energia emitida por um corpo, sob a forma de calor, entrar em
contato com outro corpo na forma sólida ou líquida, uma quantidade da energia
recebida é refletida para o espaço (COSTA, 1974).
4.3.5 Materiais Isolantes Térmicos
O coeficiente de condutibilidade é uma propriedade dos corpos que
depende essencialmente de seu estado físico. Geralmente, diminui na ordem sólido-
líquido-gasoso, sendo seus valores limites de 360 kcal/m.h.°C para a prata e 0,02
kcal/m.h.°C para o ar puro, ou seja, a prata tem al ta e o ar baixa condutividade
térmica. Também, pode variar com a natureza do corpo, com a composição, com a
pureza, com a temperatura, com a densidade, com o conteúdo de umidade, com a
homogeneidade, entre outros. Para os corpos higroscópicos, o coeficiente de
87
condutividade térmica cresce com o aumento da porcentagem de umidade (COSTA,
1974).
Um material, para ser considerado bom isolante térmico, deve apresentar
características básicas como: baixo coeficiente de condutividade térmica (K – até
0,030 kcal/m.h.°c); boa resistência mecânica; baixa densidade; incombustibilidade
ou autoextinguibilidade; facilidade de aplicação; resistência ao ataque de roedores,
de insetos e de fungos; baixa higroscopicidade; e ausência de odor. Porém, a
reunião de todas essas características em um mesmo material é praticamente
impossível de se conseguir (TORREIRA, 1980).
A tabela 3 apresenta alguns materiais e média de suas respectivas
condutividades térmicas.
TABELA 3 – MATERIAIS ISOLANTES TÉRMICOS
Material kcal/m°C h Poliuretano expandido 0,022 Ar 0,026 Lã de rocha 0,024 Poliestireno expandido 0,029 Lã de vidro 0,03 Borracha esponjosa 0,03 EsPURma de Uréia - Formol 0,033 Plástico esponjoso 0,035 Cortiça 0,037 Eucatex isolante 0,043 Madeira balsa 0,046
Isol
ante
s
Serragem 0,06 Pinho branco 0,11 Água 0,6 Vidro 0,65 Aço 46 Ferro PURo 57 Alumínio 174 Cobre 335
Prata 360
FONTE: Adaptado de Costa (1974) e Tripler/ 1 (1984)
88
O poliuretano (PUR), utilizado como isolante térmico nos refrigeradores da
“linha branca”, é um produto com condutividade 0,022 kcal/m.h.C°. A chapa de aço,
também utilizada nos gabinetes dos produtos da “linha branca”, apresenta índice de
condutividade térmica de 46 kcal/m.h.C°. A uréia-fo rmol e a serragem de madeira,
que são propostas de utilização nesta pesquisa, apresentam condutividade de 0,033
kcal/m.h.°C e 0,06 kcal/m.h.°C, respectivamente. Co nsidera-se a serragem sem
umidade (COSTA, 1974).
A madeira, desde que não esteja úmida, é má condutora de calor. Os
resíduos e a serragem de madeira também possuem as características de baixa
condutividade térmica. Porém, estes são suscetíveis a maior absorção da umidade
do que a madeira em sua forma bruta. Estes já foram bastante utilizados, e ainda
são em alguns casos, como “recheios” de paredes de câmaras frigoríficas
(TORREIRA, 1980).
Os resíduos em geral (incluindo serragem) possuem um elevado poder de
isolamento térmico, mas é necessário que estejam secos, pois, úmidos, transmitem
calor muito mais rapidamente, além do que podem fermentar e se decompor,
oferecendo um ambiente propício para insetos (Ibidem).
Um dos exemplos de aplicação de fibra de madeira é a chapa dura (marca
registrada Eucatex), que é uma chapa de fibra de madeira (eucalipto), de
característica leve, com bom poder de isolamento, resistente à compressão, de
baixa densidade (200 kg/m³), com baixa retenção de água, imune a vermes e
apodrecimento e sem cheiro (Ibidem).
De acordo com Torreira (1980), a matéria base da uréia-formol é uma
resina obtida por condensação da uréia com uma solução aquosa de formol e
consequente eliminação de água. As espumas de uréia-formol são espumas rígidas,
89
que têm 98% de células abertas, sendo permeáveis ao ar. O coeficiente de
condutividade térmica a 20° C varia de 0,030 kcal/m .h.°C a 0,036 kcal/m.h.°C.
A resina uréia-formol está entre os materiais isolantes. Porém, possui
limitações como:
a. Estrutura termorrígida – semelhante a dos poliuretanos, que
depois de utilizados são infusíveis;
b. Baixa durabilidade – sobretudo em ambiente úmido –;
c. Emissão de formol para a atmosfera.
Deste último aspecto, relacionado a restrições ambientais impostas por
novas normas européias, resulta o controle rigoroso da emissão de formol na
aplicação destas resinas nos vários produtos, por ser prejudicial à saúde (CRUZ,
2006).
Em geral, os polímeros apresentam condutividade térmica cerca de 1.000
vezes menor que a dos metais. Logo, são altamente recomendados em aplicações
que requeiram isolamento térmico, particularmente na forma de espumas, pois a
ausência de elétrons livres dificulta a condução de calor nos polímeros (GORNI,
2010).
4.3.6 Isolantes Térmicos na “Linha Branca”
Os refrigeradores e congeladores de uso doméstico são compostos por
gabinetes isolados termicamente e de um sistema de refrigeração. O material
isolante elétrico mais utilizado nestes produtos é o poliuretano – PUR, que possui
agente expansor de baixa condutividade, proporcionando excelentes condições de
90
isolamento térmico, devido à baixa densidade e à estrutura de células pequenas que
o compõem (BOLSONI, 2008).
Porém, a espuma rígida de poliuretano, produto derivado do petróleo, é um
componente do refrigerador que não é reciclado sendo, normalmente, destinado a
aterros. Apresenta baixa densidade (média de 40 kg/m³), o que representa um
elevado custo de disposição se comparado à mesma quantidade em massa de
outros materiais. A espuma também é altamente estável, não se degradando com
facilidade (Ibidem).
Por outro lado, a espuma rígida, durante o processamento, atravessa uma
fase adesiva, que resulta em uma ligação firme e permanente com o gabinete
externo de chapa de aço e interno de poliestireno. Desta forma, uma estrutura com
elevado grau de resistência mecânica é formada, o que tornou dispensável o
requisito do gabinete ser estruturado, reduzindo a quantidade de aço empregado na
sua fabricação (Ibidem).
Os poliuretanos são inflamáveis e para minimizar este efeito são aplicados
retardantes de chama. As espumas rígidas de poliuretano são materiais
termorrígidos (estrutura macromolecular altamente reticulada), de baixa densidade e
células fechadas, o que torna o material impermeável à água (ALIMENA, 2009).
Com o conhecimento das propriedades mecânicas, elétricas e térmicas dos
materiais, é possível afirmar que o compósito, seguindo as densidades e tempo de
prensagem estipuladas nas propriedades mecânicas, possui resistência adequada
para ser aplicado em gabinetes de eletrodomésticos. Em termos de isolamento
elétrico e térmico, por ser composto por partículas de madeira e resina plástica, é
possível concluir que possui isolamento térmico e elétrico, porém, este fato, apenas
se confirmará com os ensaios laboratoriais.
91
5. O CICLO DE VIDA DOS PRODUTOS
Todo produto causa impacto sobre o meio ambiente. Esse impacto pode
ocorrer durante a extração das matérias-primas, utilizadas no processo de
fabricação do produto, no próprio processo produtivo, na sua distribuição, no seu
uso, ou na sua disposição final (ACV, 2010).
Segundo a norma brasileira ABNT ISO 14.001, Impacto ambiental é
qualquer modificação do meio ambiente, adversa ou benéfica, que resulte, no todo
ou em parte, dos aspectos ambientais da organização.
A técnica do ciclo de vida envolve o desempenho de materiais para ser
avaliada durante seu ciclo de vida inteiro, incluindo extração e processamento dos
recursos, manufatura, distribuição, uso, reciclagem e o despojo final (BOVEA;
VIDAL, 2003).
5.1 IDENTIFICAÇÃO DAS FASES DO CICLO DE VIDA DOS PRODUTOS
Manzini; Vezzoli (2002) colocam o conceito de ciclo de vida de um produto
referindo-se as trocas input e output entre o ambiente e o conjunto dos processos
que acompanham o nascimento, vida e a morte de um produto.
Este processo vem normalmente nas seguintes fases:
a. Pré-produção;
b. Produção;
c. Distribuição;
d. Uso;
e. Descarte.
92
Entre estas etapas tem-se (ACV, 2010):
a. Produção de energia;
b. Os processos que envolvem a manufatura;
c. Questões relacionadas com as embalagens;
d. Transporte;
e. Consumo de energia não renovável;
f. Impactos relacionados com o uso, ou aproveitamento;
g. Reuso do produto ou mesmo questões relacionadas com o lixo ou
recuperação / reciclagem.
A redução dos impactos ambientais deve ser estudada não apenas na fase
do uso do produto, mas também no desenvolvimento e fabricação deste. Dessa
forma, a ferramenta da Avaliação de Ciclo de Vida pode ser de grande utilidade para
(Ibidem):
a. O desenvolvimento de produtos;
b. A escolha de tecnologias;
c. Identificação da fase do Ciclo de Vida em que os impactos ocorrem;
d. Seleção de indicadores ambientais relevantes para avaliação de
projetos e reformulação de produtos ou processo.
Outro aspecto importante é a otimização da vida dos produtos, sendo
necessário projetar produtos que perdurem, e quanto a extensão da vida dos
materiais é preciso valorizar os materiais descartados e tentar coloca-los novamente
na produção (MANZINI; VEZZOLI, 2002).
De acordo com estes critérios a minimização dos recursos naturais diz
respeito a minimizar o conteúdo material de um produto, as perdas e refugos, o
93
consumo de energia para produção e o consumo de recursos no desenvolvimento
destes produtos (Ibidem).
Segundo Chaves (2003), a inserção de parâmetros ambientais no
planejamento de produtos traz como benefício a solução antecipada de possíveis
danos ao meio ambiente, sendo uma ação preventiva. As discussões para esta
inserção são amplas e precisam ser consideradas no planejamento de um produto
com menor impacto ambiental.
Em termos gerais, uma Avaliação do Ciclo de Vida do produto ou serviço
consiste da definição do seu objetivo e escopo, da realização de um levantamento
quantificado de dados – inventário –, de todas as entradas – materiais, energia e
recursos –, e saídas – produtos, subprodutos, emissões, entre outros –, durante todo
o ciclo de vida, com identificação dos impactos ambientais potenciais e da
interpretação dos resultados do estudo (ACV, 2010).
5.2 TÉCNICA DE AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA
A técnica da Avaliação do Ciclo de Vida tem limitações que devem ser
consideradas tanto na elaboração dos estudos quanto no uso dos seus resultados.
Métodos como o Ecoindicador 99, podem ser utilizados em uma metodologia de
avaliação de impacto ambiental, pois transformam os dados coletados, do produto a
ser fabricado, em escores de danos ambientais. Quanto maior o indicador, maior
impacto ambiental (ECOINDICATOR, 1999).
Existem softwares, como o Simapro, que, utilizando a base Ecoindicator,
permitem uma análise deste ciclo de vida através da identificação dos impactos
causados pelo produto, baseado na quantidade de materiais, na energia e nos
94
processos de fabricação empregados no ciclo de vida do produto (RAMOS, 2001).
Os impactos ambientais analisados pelo Simapro são:
a. Cancerígenos: este item analisa as substâncias que causam
danos causados à saúde humana. Neste caso, os danos são os
diversos tipos de câncer, devido à exposição à alta concentração
de emissão destas substâncias no meio ambiente, através do ar,
da água, do solo urbano ou do solo industrial (GOEDKOOP;
SPRIESMA, 2001);
b. Respiratórios (orgânicos) e Respiratórios (inorgânicos): analisa
os danos ao sistema respiratório humano, causados através do
ar poluído. Algumas das substâncias analisadas compõem o
grupo dos Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs), que
apresentam características mutagênicas e carcinogênicas
(Ibidem);
c. Mudanças climáticas: o planeta Terra tem apresentado alteração
no seu clima, tornando-se mais quente. A utilização crescente de
carbono, em forma de carvão mineral, petróleo e gás natural para
gerar energia, além de contribuir para a derrubada de florestas,
provocam o despejo de grandes quantidades de dióxido de
carbono, metano e outros gases na atmosfera, intensificando o
efeito estufa (GREENPEACE, 2008);
d. Radiação: Radiação também causa danos à saúde humana pela
descarga de radiação ionizante, provocando alteração na
estrutura celular de organismos vivos, que aumenta a incidência
de câncer de pele e queimaduras solares (HINRICHS,
KLEINBACH, 2004);
e. Camada de Ozônio: está presente na atmosfera da terra
fornecendo proteção da radiação solar UV. A destruição da
95
camada de ozônio contribui para a ocorrência de câncer de pele,
danos nas colheitas e na cadeia alimentar marinha (Ibidem);
f. Toxidade: causada por algumas substâncias pode ocasionar
danos ao ecossistema, até o desaparecimento de determinadas
espécies (GOEDKOOP; SPRIESMA, 2001);
g. Acidificação / Eutrofização: referem-se às alterações nos níveis
de nutrientes ou acidez do solo (Ibidem);
h. Uso do solo: Considera-se o efeito local da ocupação do solo, o
efeito local da conversão do solo, o efeito regional de ocupação
do solo e o efeito regional de conversão do solo (Ibidem);
i. Minerais: o impacto é causado pela redução de minerais e pela
redução de combustíveis fósseis. Estes danos são calculados
utilizando-se o conceito de excedente de energia, ou seja, a
diferença entre a energia necessária atualmente para extrair-se
um recurso e a energia necessária no futuro (Ibidem);
j. Combustíveis Fósseis: material fóssil formado há milhões de
anos, como o carvão, gás e petróleo, sendo recursos naturais
não-renováveis. A sua queima produz, entre outros
componentes, o dióxido de carbono, que acelera o aquecimento
global (HINRICHS, KLEINBACH, 2004).
5.3 TINTAS E ACABAMENTOS
Garantir produtos e processos químicos mais seguros e ambientalmente
limpos representa uma tendência em crescimento no setor de tintas nacional. Para
isso, indústrias e fornecedores têm investido em técnicas que permitam obter
produtos com impacto ambiental minimizado, redução do uso de energia e de água,
96
produção mais eficiente, com geração de menos resíduos, prevenção de poluição e
redução da emissão de compostos orgânicos voláteis (VOC) (GIULIO, 2007).
De modo geral, a tinta pode ser considerada como uma mistura estável de
uma parte sólida (que forma a película aderente à superfície a ser pintada) em um
componente volátil (água ou solventes orgânicos). Uma terceira parte, denominada
“aditivos”, embora representando uma pequena percentagem da composição, é
responsável pela obtenção de propriedades importantes tanto nas tintas quanto no
revestimento (TINTAS E VERNIZES, 2006).
Além da grande quantidade de energia elétrica e da água utilizada nos
processos de fabricação das tintas, há ainda a geração de resíduos, tais como
borras oleosas e a grande variedade e quantidade de matérias-primas e produtos
auxiliares empregados no setor de tintas e vernizes (Ibidem). São exemplos:
a. Resinas;
b. Pigmentos e cargas;
c. Solventes;
d. Aditivos.
Várias destas matérias-primas possuem propriedades tóxicas, irritantes e
corrosivas, o que torna essencial o conhecimento de seus efeitos potenciais sobre a
saúde humana e o meio ambiente, assim como sobre os procedimentos
emergenciais em caso de derramamentos acidentais, contaminações e intoxicações
(Ibidem).
Os principais impactos ambientais do setor podem estar associados tanto
ao processo produtivo, como à geração de efluentes, ao próprio uso dos produtos ou
mesmo à geração de resíduos de embalagem pós-uso (Ibidem).
97
Outro efeito nocivo ao meio ambiente é a emissão de compostos orgânicos
voláteis, resultantes de diversos processos de fabricação. Alguns poluentes
existentes nas tintas também são responsáveis por impactos ambientais e efeitos
adversos associados (Ibidem), como:
a. A pequena solubilidade dos óleos e graxas – que prejudica sua
degradação em estações de tratamento de efluentes por
processos biológicos, que, quando presentes em mananciais
utilizados para abastecimento público, podem causar problemas
no tratamento de água;
b. Os pigmentos que contêm metais pesados devem, se possível,
ser excluídos do processo de fabricação;
c. Os solventes, que são tóxicos e tendem a contribuir para a
contaminação do solo caso sejam manipulados de forma
inadequada, podendo causar desequilíbrio do pH se lançados em
corpos de água.
Unindo a responsabilidade ambiental ao compromisso de qualidade de
seus produtos, é possível encontrar linha de tintas e vernizes à base d’água. A
ausência de solventes em sua composição proporciona muitas melhorias aos
produtos, como: baixíssimo odor, secagem rápida, facilidade de aplicação, alto
rendimento e um cuidado maior com a saúde do usuário (SAYERLACK, 2010).
Esses produtos, denominados genericamente de produtos látex, são baseados em
dispersões aquosas poliméricas (emulsões) tais como: vínílicas, vinil-acrílicas,
acrílicas, estireno-acrílicas, entre outros. A parte volátil das tintas látex é constituída
por 98% de água e 2% de compostos orgânicos – valores médios – (TINTAS E
VERNIZES, 2006).
98
5.4 IDENTIFICAÇÃO DO IMPACTO E PROJETO CONSCIENTE
Portanto, identificar a fase do ciclo de vida na qual o produto causa os
maiores impactos, permite atuar sobre esses, ainda durante o projeto, o que
aumenta as possibilidades de sucesso em soluções para a melhoria do desempenho
ambiental do produto (RAMOS, 2001).
O conhecimento dos impactos ambientais dos materiais e processos,
utilizados em um setor industrial específico, é um fator chave para permitir a
melhoria dos produtos de uma perspectiva ambiental, e facilitar a sua introdução
dentro do mercado crescente de produtos com menor impacto. (BOVEA; VIDAL,
2003).
Na conclusão do processo de desenvolvimento é válido estudar o ciclo de
fabricação, do uso e o descarte do produto a ser projetado, assim como deve-se
pensar em uso adequado da seleção de materiais e processos para que a
quantidade de danos ao meio ambiente e os gastos de energia sejam baixos
(MATOS, SIMPLÍCIO, 2004).
A chave para um desenvolvimento de produtos é a aproximação do
princípio do ciclo de vida, pois gera uma visão holística do produto e contribui para
reduzir o completo impacto do meio ambiente (SHERWIN, 2004)
Os produtos são compostos por vários tipos de materiais. Os materiais
como fontes primárias – e como componentes do produto como um todo –
determinam várias formas de impacto. Durante a fase de extração dos recursos
naturais para produzir os materiais (pré-produção), são consumidas energias e
matérias-primas que determinam várias emissões (MANZINI; VEZZOLI, 2002).
99
Após o produto ser fabricado, existem as fases de embalagem e
distribuição, que também causam impactos ambientais. Além disso, os impactos
ambientais ocorrem frequentemente durante o uso dos mesmos, porque o produto
ocasiona consumo de energia ou de material. Para ser possível avaliar os danos
ambientais de um produto, todas as fases do ciclo de vida devem ser estudadas
(ECOINDICATOR, 1999).
Entre processos com maiores indicadores de impacto estão os que
envolvem a utilização de petróleo, gás, ou determinados minerais. Também obtém
maior valor processos de produção agrícola, devido ao uso da terra, e produtos com
grande volume, como é o caso do poliuretano (Ibidem).
No processo de fabricação do plástico, por exemplo, todos os processos
estão incluídos desde a extração do óleo, até a produção dos grânulos. E no caso
da chapa de aço, são analisados os processos a partir da extração do minério, até o
processo de laminação (Ibidem).
Outros processos, como do transporte – inclui o impacto das emissões
causadas pela extração e produção de combustível e geração de energia
proveniente de combustível durante o transporte –, da energia – refere-se à energia
da extração e produção de combustíveis, e à conversão de energia e geração de
eletricidade – e de reciclagem, podem causar uma carga ambiental como todos os
outros processos (Ibidem).
Este último processo, de reciclagem, pode resultar em produtos úteis, que
podem ser interpretados como um ganho ambiental, ao evitar a utilização de
materiais novos, além de utilizar um menor consumo de energia. Porém, deve-se
verificar a pureza dos materiais utilizados, assim como a qualidade dos materiais de
saída (Ibidem).
100
A tabela 4, apresenta alguns materiais e seus respectivos impactos
ambientais, de acordo com o Ecoindicator (1999).
TABELA 4 – MATERIAIS ISOLANTES TÉRMICOS
Descrição do Indicador (metal e não metais) (milipontos / kg) Ferro fundido de ferro (compostos de carbono> 2%) 240 Aço (contendo apenas material de aço primário) 94 Aço (contendo apenas material de sucata, secundário) 24 Aço (contendo 80% de ferro primário, sucata de 20%) 86 Aço de alta liga (71% de ferro primário, 16% Cr, 13% Ni) 910 Aço de baixa liga (93% de ferro primário, 5% sucata e 1% de liga de metais)
110
Alumínio Reciclado 100% (apenas materiais secundários) 160 Alumínio Reciclado 0% (apenas material primário) 780 Nickel enriquecido (apenas material primário) 5200 Zinco (apenas material primário) 3.200 PEHD 330 PELD 360 PP 330 PS (EPS) expansível 360 PUR (usado na “linha branca”, isolação e materiais de construção) 420 Wood (madeira maciça) 6,6
FONTE: Ecoindicator (1999)
Considerando os materiais utilizados em gabinetes de eletrodomésticos
“linha branca”, de acordo com a tabela 4, a chapa de aço é considerada impactante,
principalmente se o aço for de alta liga, que utiliza média de 71% de ferro primário,
com adicionais de Cromo e de Níquel.
A chapa de aço pré-pintada, utilizada na “linha branca”, possui tratamento
com zinco, sendo chamada de chapa pré-pintada zincada (CSN, 2009). Este fator
aumenta o impacto da chapa, pois o zinco é um material impactante.
Outro material utilizado na fabricação de alguns produtos da “linha branca”,
que possui considerável nível de impacto, é o poliuretano (PUR), apresentando
índice de 420 milipontos por kg de material. Este fato ocorre devido ao seu grande
volume e seu baixo peso (ECOINDICATOR, 1999).
101
Produtos originados do petróleo, como é o caso do plástico, também
apresentam razoável impacto ambiental, pois utiliza fontes naturais para retirada do
produto. A madeira possui um baixo impacto ambiental, desde que seja de
reflorestamento e certificada.
Crescente atenção científica e tecnológica vem sendo despendida aos
estudos e à utilização de novos materiais. O profundo conhecimento das
propriedades e a previsibilidade dos comportamentos dos materiais permitem
identificar quando e como os materiais podem ser utilizados racionalmente, para
responder de modo adequado a determinadas exigências comportamentais
(MANZINI; VEZZOLI, 2002).
O material a ser aplicado pode ser tradicional ou pouco utilizado, e no caso
do uso de novos materiais, é necessário analisar as propriedades do material a ser
utilizado e o processo de fabricação para ele (PETUTSCHNIGG, EBNER, 2005).
5.5 PROPOSTA CONCEITUAL DE APLICAÇÃO DE COMPÓSITO NA “LINHA
BRANCA”
Na busca de materiais menos impactantes, para aplicação em gabinetes de
eletrodomésticos “linha branca”, e tendo como base as propriedades de absorção de
água e inchamento, térmica e elétrica do compósito madeira/plástico, esta pesquisa
examina uma proposta conceitual de aplicação de compósito em um produto da
“linha branca” – adega para vinhos – ofertada atualmente no mercado com chapa de
aço em seu gabinete, e com formas retas (figura 43).
102
A proposta será de um produto com formas curvas, com diminuição de
moldes na fabricação e que possibilite a modularização. O processo produtivo a ser
empregado é a moldagem por compressão a quente.
FIGURA 43 – ADEGA
FONTE: Brastemp (2009)
O objetivo desta proposta conceitual é desenvolver um produto para
comprovar as possibilidades de aplicação do material pesquisado, sem pretensão de
fornecer o desenvolvimento de um produto real, não sendo, desta forma,
apresentada uma metodologia projetual completa para execução do projeto.
103
6. MATERIAIS E MÉTODOS
6.1 DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA
A metodologia adotada nesta pesquisa, de acordo com o esquema
conceitual apresentado na
figura 44, é composta por quatro fases: 1. experimento (compressão de
chapas); 2. principal (ensaios exploratórios – empíricos e laboratoriais); 3. estudos
complementares; e 4. conclusões e resultados.
FIGURA 44 – FASES DA PESQUISA
A pesquisa parte de experimentos já encontrados em Razera (2006), sendo
pesquisados parâmetros para o processo de fabricação de produtos moldados,
quanto à composição do material, configuração de peças, forma dos moldes, e
ensaios de resistências mecânicas.
104
A partir desses estudos, na fase de ensaios, serão analisados:
a. Densidade dos compósitos;
b. Absorção de água e inchamento;
c. Resistência térmica;
d. Rigidez dielétrica (resistência elétrica);
e. Estudos de da comparação do impacto ambiental do produto,
através do programa Simapro, para análise do ciclo de vida;
f. Comparação peso do compósito e da chapa de aço pré-pintada;
g. Amostras de compósitos, densidade 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³, com
acabamento em verniz poliuretano (PUR) e esmalte sintético
branco (ambos com selador), e também com verniz à base de
água e esmalte branco à base de água, para verificar possíveis
acabamentos para o compósito;
h. Proposta conceitual de eletrodoméstico “linha branca” (adega)
contemplando o uso de compósito em seu gabinete.
6.2 PESQUISA EXPERIMENTAL
6.2.1 Características das Placas
Para a fabricação das amostras do compósito foram utilizados os seguintes
materiais:
a. Partículas homogêneas: “farinha de madeira”, espécie pinus
spp., com granulometria controlada, tendo como referência o
código 2042, na empresa Inbrasfama;
b. Resina (adesivo): Melamina-uréia-formaldeído (MUF);
c. Catalisador.
105
Com as seguintes características:
a. Densidade nominal : 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³;
b. Processo de produção: compressão a quente;
c. Tempo de prensagem: dez minutos;
d. Temperatura de prensagem: 130ºC (MUF);
e. Dimensões das chapas fabricadas: 500 x 500 x 5 mm.
6.2.2 Caracterização dos Materiais
6.2.2.1 Partículas de madeira
Foram utilizadas partículas homogêneas de madeira de pinus spp com
granulometria controlada, referência 2042, sendo procedentes da empresa
Inbrasfama - Ind. Brasileira de Farinha de Madeira Ltda., localizada na cidade de
São José dos Pinhais, região metropolitana de Curitiba, estado do Paraná, conforme
figura 45. O material é produzido a partir de resíduos como serragens, cepilhos e
aparas de madeiras.
FIGURA 45 – FARINHA DE MADEIRA
6.2.2.2 Resinas
106
A resina utilizada foi a resina termorrígida melamina-uréia-formaldeído
(MUF), contendo 65-67% de sólidos resinosos, com média emissão de formol. As
resinas foram doadas pela empresa GPC Química, produzida na planta da cidade de
Gravataí-RS.
6.2.2.3 Catalisador
Foi utilizado catalisador para acelerar a reação de secagem da resina.
6.2.2.4 Impermeabilizante
O impermeabilizante utilizado, marca Farbem, foi aplicado em amostras de
compósito que foram submetidas ao ensaio de absorção de água e inchamento.
6.2.3 Processo de Produção Utilizado
Para esta pesquisa utilizou-se como processo de produção a compressão a
quente, com temperaturas solicitadas nas especificações técnicas para cura dos
polímeros.
6.2.4 Ensaios
Na fabricação do compósito madeira/plástico foram utilizados índices de
80% de madeira e 20% de resina – porcentagem de 12% de melamina –; tempo de
prensagem de dez minutos, e temperaturas de 130°. A s densidades pretendidas
foram de 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³. Os ensaios realizados:
107
a. Ensaios de densidade, absorção água e inchamento, norma
ABNT 14810-3 – Chapas de madeira aglomerada, realizados no
Laboratório de Painéis de Madeira, do Departamento de
Engenharia e Tecnologia Florestal - DETF do Curso de
Engenharia Industrial Madeireira da UFPR;
b. Ensaios térmicos, norma ABNT 11506, referente a isolamento
térmico, desenvolvidos pela empresa Whirlpool, localizada na
cidade de Joinville;
c. Ensaios empíricos de continuidade elétrica, realizado na
Companhia Paranaense de Energia (COPEL);
d. Ensaios de rigidez dielétrica – resistência elétrica ––, ASTM D
257, desenvolvidos no Laboratório de ensaios elétricos e de
análises de equipamentos da Companhia Paranaense de
Energia (COPEL);
e. Ensaio de degradação do material em contato com o meio
ambiente, que foi realizado através da exposição do material no
meio.
6.2.5 Metodologia de Fabricação dos Produtos
Foram fabricadas chapas de compósitos no laboratório da UFPR para
retirada de corpos-de-prova utilizados nos ensaios.
6.2.5.1 Delineamento experimental
O delineamento experimental (tabela 5) estabelecido para esta fase da
pesquisa é constituído pela combinação de fatores que foram utilizados para
realização dos ensaios como: quantidade de partículas de madeira espécie Pinus;
nível de resina MUF, porcentagem de catalisador; temperatura; densidades e
108
dimensões das amostras que foram ensaiadas de acordo com características fixas
do compósito fabricado. Desta forma, foram delineados 10 ensaios para experimento
laboratoriais
TABELA 5 – DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
6.2.5.2 Quantificação dos componentes das chapas
Os procedimentos para quantificação dos componentes utilizados para a
fabricação das chapas estão descritos a seguir e as porcentagens de materiais,
necessários para a fabricação das chapas, estão demonstrados na tabela 6. A
porcentagem ultrapassa 100% de material por estar sendo contabilizada neste
somatório a quantidade de água (umidade da madeira e água proveniente da resina)
que será evaporada durante o processo de compressão.
TABELA 6 – CONSTITUIÇÃO DE CADA PAINEL
Farinha de madeira 100%
Resina 20%
Catalisador 2%
Umidade (água) 12%
Total de produtos 135%
109
6.2.5.3 Massa de partículas
Para se obter a massa de partículas necessária para cada chapa, com 12%
de umidade, realizaram-se os seguintes cálculos:
a. Massa de partículas a 12% de umidade (g), denominada de (M).
b. Densidade da chapa a 12% de umidade (g/cm³) denominada (D).
c. Volume da chapa (cm³) denominada (V).
d. Massa: a densidade x o volume (M = D x V)
e. Peso da peça, após acondicionamento a ±19-20ºC e ± 60% UR,
(P=DxV)
f. Sendo 135 partes correspondentes a M (peso da chapa a 12%
de umidade), tem-se:
MØ = M x 100, onde MØ é a massa de partículas final(g). 135,
6.2.5.4 Quantidade de adesivo
As quantidades de adesivo (sólido resinoso), estabelecidas na pesquisa, foi
20% sobre o peso de partículas secas. Para 20% de adesivo tem-se:
AS = MØ x 20 / 100, onde (AS) é a quantidade de adesivo na
forma sólida (g).
Como os adesivos normalmente são utilizados na forma líquida, e durante
a compressão a parte líquida evapora, fez-se necessária a transformação do
adesivo da forma sólida para a líquida:
AL = AS x 100 / TS, onde (AL) é o adesivo na forma líquida (g),
e (TS) se refere ao teor de sólidos do adesivo (%).
110
6.2.5.5 Quantidade de catalisador
A quantidade de catalisador utilizada varia de acordo com o tipo de adesivo
e condições de prensagem. O cálculo do catalisador foi realizado sobre a quantidade
de adesivo na forma sólida e líquida:
CS = n/ 100 x AS, onde (CS) é a quantidade de catalisador sólido (g)
e (n) é o percentual de catalisador requerido para o adesivo (%).
CL = n/ 100 x AL, onde (CL) é a quantidade de catalisador líquido (g)
e (n) é o percentual de catalisador requerido para o adesivo (%).
6.2.5.6 Quantidade de material para cada painel
a) Painéis com densidade 0,7 g/cm³
Farinha de madeira
MØ = (M x 100) / 135 MØ= (875 X 100) / 135 MØ= 648,15 g (farinha)
Resina MUF
AS = MØ x 20 / 100 AS = 648,15 x 20 / 100 AS = 129,6 g
Com o teor de sólido MUF de 65%:
AL = AS x 100 / TS AL = 129,6 x 100 / 65 AL = 199,4 g
Catalisador
CL = n / 100 x AS CL = 2 / 100 x 129,6 CL = 2,6 g
111
b) Painéis com densidade 0,9 g/cm³
Farinha de madeira
MØ = (M x 100)/ 135 MØ= (1125 X 100)/ 135 MØ= 833,3 g (farinha)
Resina MUF
AS = MØ x 20 / 100 AS = 833,3 x 20 / 100 AS = 166,7 g
Com o teor de sólido MUF de 65%:
AL = AS x 100/ TS AL = 166,7 x 100 / 65 AL = 256,5 g
Catalisador
CL = n/ 100 x AS CL = 2 / 100 x 166,7 CL = 3,3 g
O resumo de massa e volume das chapas constam na tabela 7.
TABELA 7 – RESUMO DAS PLACAS
Volume das placas (cm³) 50 x 50 x 0,5 1.250,0 cm³
Densidade das placas (g/cm³) 0,7 0,7
Den
sida
de
0,7
g/cm
³
Peso total de cada placa 0,7 x 1.250,0 875 g
Volume das placas (cm³) 50 x 50 x 0,5 1.250,0 cm³
Densidade das placas (g/cm³) 0,9 0,9
Den
sida
de
0,9
g/cm
³
Peso total de cada placa 0,9 x 1.250,0 1.125,0 g
6.2.6 Fabricação das Chapas
6.2.6.1 Preparação dos materiais
112
a) Partículas de madeira, resina MUF e catalisador
a. As partículas (farinha de madeira), que já estavam com umidade
em torno de 6%, foram pesadas em uma balança com precisão
de 0,01 g, com as quantidades estabelecidas para densidades
das chapas de 0,7 g/cm³ e de 0,9 g/cm³;
b. A resina, em quantidade pré-estabelecida para cada chapa, foi
pesada em uma balança eletrônica com precisão de 0,001 g;
c. A quantidade do catalisador líquido, determinado em função do
sólido resinoso, foi adicionado à resina líquida.
b) Aplicação da Resina
A resina MUF, misturada ao catalisador, foi colocada em uma bureta, no
sistema de aplicação da encoladeira6. A aspersão da resina nas partículas foi feita
com uma pistola de ar comprimido, localizada no interior da encoladeira do tipo
tambor rotatório (figura 46).
FIGURA 46 – ENCOLADEIRA TIPO TAMBOR ROTATÓRIO
6 Encoladeira é a máquina tipo tambor rotatório que realiza a mistura de adesivo (líquido) na farinha de madeira.
113
c) Formação do Colchão
As partículas de madeira, encoladas com o adesivo MUF, foram colocadas
em uma caixa de molde com dimensões laterais internas de 500 x 500 mm (figura
47-a). Foi utilizado espaçador de 5 mm (para obtenção de placas com 5 mm de
espessura7) (figura 47-b). Partículas encoladas de madeira foram colocadas entre
duas chapas metálicas com espaçadores (figura 47-c e figura 47-d).
a) – PREPARAÇÃO DO COLCHÃO b) – PREPARAÇÃO PARA PRENSA
c) – PREPARAÇÃO PARA PRENSA d) – DETALHE COLCHÃO DE FARINHA
FIGURA 47 – FORMAÇÃO DO COLCHÃO
d) Prensagem
7 Esta espessura foi fixada com o objetivo de aplicar veios na peça e aumentar a resistência mecânica do gabinete
114
A prensagem das chapas encoladas, com adesivos para cura a quente, foi
realizada em uma prensa piloto Siempelkamp, de pratos planos horizontais com
aquecimento elétrico (figura 48).
FIGURA 48 – PRENSA PILOTO SIEMPELKAMP
O colchão de partículas é prensado, atingindo a espessura desejada após
o tempo previsto (figura 49-a e b).
a) – COLCHÃO NA PRENSA
b) – CHAPA PRENSADA
FIGURA 49 – PRENSAGEM DAS CHAPAS
6.2.7 Confecção dos Corpos-de-Prova
Após a prensagem, as chapas fabricadas foram identificadas segundo a
ordem de fabricação e densidade, sendo esquadrejadas com dimensões de 450 x
450 mm. As chapas esquadrejadas foram acondicionadas por dez dias em câmara
climatizada com temperatura de ± 22ºC e umidade relativa ± 60%, para cura.
115
Após este período, foram retirados os corpos-de-prova, para realização dos
seguintes ensaios (figura 50):
FIGURA 50 – DISTRIBUIÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA NAS CHAPAS
a. Resistência térmica: dez corpos-de-prova, com as dimensões
200 x 200 mm, densidade 0,7 g/cm³ (norma ABNT 11506);
b. Resistência térmica: dez corpos-de-prova, com as dimensões
200 x 200 mm, densidade 0,9 g/cm³ (norma ABNT 11506);
116
c. Resistência elétrica: dez corpos-de-prova, com as dimensões
100 x 100 mm, densidade 0,7 g/cm³ (norma ABNT 11506).
Ensaio com os corpos-de-prova secos e úmidos;
d. Resistência elétrica: dez corpos-de-prova, com as dimensões
100 x 100 mm, densidade 0,9 g/cm³ (norma ABNT 11506).
Ensaio com os corpos-de-prova secos e úmidos;
e. Absorção de água e inchamento: dez corpos-de-prova, com as
dimensões 25 x 25 mm, densidade 0,7 g/cm³ (norma ABNT
14810-3);
f. Absorção de água e inchamento: 20 corpos-de-prova, com as
dimensões 25 x 25 mm, densidade 0,9 g/cm³ (norma ABNT
14810-3). Ensaio com os corpos-de-prova sem
impermeabilizante e com impermeabilizante (por serem
realizados simultaneamente, não foi possível utilizar os mesmos
corpos-de-prova para os dois ensaios).
6.3 REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS
6.3.1 Ensaio de Densidade
O ensaio de densidade verificou a densidade de todos os corpos-de-prova
fabricados, sendo efetuadas as medições dos comprimentos, larguras e espessura
de cada amostra, assim como os seus pesos.
Foram utilizados os equipamentos: balança semianalítica – com precisão
0,01 g –, e micrômetro e paquímetro digital – ambos com precisão de 0,1 (figura 51).
117
FIGURA 51 – EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
A determinação da espessura, de acordo com a norma ABNT 14810-3,
painéis aglomerados, deve ser obtida em quatro pontos das bordas dos corpos-de-
prova, com distância de dez mm de cada lado, e um ponto no centro. Realizadas
estas medições obteve-se a média dos cinco pontos, considerada como espessura
final do corpo-de-prova.
6.3.2 Ensaios de Absorção de Água e de Inchamento
Para determinação da absorção de água e inchamento do compósito
utilizou-se a norma NBR 14810-3 – painéis aglomerados De acordo a norma, é
necessária a utilização de dez corpos-de-prova, com as dimensões de 25 x 25 mm,
para cada ensaio.
Foram desenvolvidos trinta corpos-de-prova para este ensaio, sendo dez
com densidade 0,7 g/cm³, dez com densidade 0,9 g/cm³ e dez com densidade 0,9
g/cm³ revestidos com impermeabilizante.
A aparelhagem necessária para execução deste ensaio: micrômetro com
resolução de 0,01 mm; balança semianalítica com resolução de 0,1 g; recipiente
com água destilada, com temperatura controlada termostaticamente; e dispositivo
para manter o corpo-de-prova submerso no recipiente.
118
Após serem devidamente identificados, foi procedida a medição da
espessura, com uma resolução de 0,01 mm, no centro de cada corpo-de-prova – a
norma ABNT 14810-3 exige apenas a medição no centro de cada peça –, e da
massa, determinada em balança semianalítica com resolução de 0,1 g.
Os corpos-de-prova foram acondicionados em copos becker, com água
destilada e temperatura de aproximadamente 20°; e s eparados de acordo com suas
propriedades (densidade e impermeabilização) (figura 52).
FIGURA 52 – ENSAIO ABSORÇÃO E INCHAMENTO
Após duas horas de imersão, foram retirados os corpos-de-prova do
recipiente e removido o excesso de água. Então foi procedida uma nova medição da
espessura, no centro de cada corpo-de-prova, e obtido um novo peso em balança
semianalítica.
Após estas medições, os corpos-de-prova retornaram para os copos de
becker, onde permaneceram por um período de 24 horas, sob as mesmas condições
das primeiras duas horas.
Após as 24 horas de imersão, os corpos-de-prova foram retirados do
recipiente sendo removido o excesso de água. Pela terceira vez obteve-se a
espessura do centro de cada corpo-de-prova, assim como um novo peso em
balança semianalítica.
119
6.3.2.1 Cálculo e expressão dos resultados:
Para realização dos cálculos de absorção de água, em porcentagem, foi
utilizada a seguinte equação:
A = (M1 – M0) x 100
M0
Onde:
a. A é a absorção de água dos corpos-de-prova, em porcentagem;
b. M1 é a massa do corpo-de-prova após o período de imersão
considerado, em gramas;
c. M0 é a massa do corpo-de-prova antes da imersão, em gramas.
Para realização dos cálculos de inchamento da espessura dos corpos-de-
prova foi utilizada a seguinte equação:
I = E1 – E0 x 100
E0
Onde:
a. I é o inchamento em espessura do corpo-de-prova, em
porcentagem;
b. E1 é a espessura do corpo-de-prova após o período de imersão
considerado, em milímetros;
c. E0 é a espessura do corpo-de-prova antes da imersão, em
milímetros.
6.3.3 Ensaios de Resistência Térmica
Inicialmente, calculou-se a resistência térmica do conjunto aço (espessura
+ condutividade térmica) e do PUR (espessura + condutividade térmica) e
120
comparou-se com a soma da resistência térmica do compósito e com a resistência
térmica do PUR, para verificar a possibilidade de redução da parede de PUR com a
utilização de compósito no lugar da chapa de aço (ver apêndice D).
Para confirmação destes cálculos fez-se necessário a realização de
experimento de resistência térmica, utilizando o sistema de placa quente, que se
baseia na medição de fluxos de calor em regime permanente de temperatura,
através de corpos-de-prova com formato de placas planas e paralelas, de acordo
com a norma ABNT 11506.
Os corpos-de-prova utilizados tinham dimensões de 200 x 200 x 5 mm.
Foram realizados ensaios de resistência térmica, na empresa Whirlpool – localizada
na cidade de Joinville –, de dez corpos-de-prova com a densidade de 0,7 g/cm³ e
dez com a densidade de 0,9 g/cm³. A empresa não possui os resultados de ensaios
térmicos da chapa de aço, por considerar insignificante o seu isolamento térmico.
Para este experimento foram avaliadas as duas densidades em estudo do
compósito: 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³, na ausência de umidade. O objetivo foi, além dos
valores de resistência térmica do compósito, a avaliação da relação entre densidade
e resistência térmica.
Utilizou-se o aparelho de condutividade térmica – Laser Comp Modelo FOX
200 -, disponibilizado pela empresa Whirlpool, para determinação do fator K
(condutividade térmica), do compósito estudado figura 53.
121
FIGURA 53 – LASER COMP MODELO FOX 200
Esse aparelho é composto por duas placas, mantidas a temperaturas
diferentes, sendo uma fria e outra quente. A tensão fornecida para aquecer a placa
quente é ajustada até serem obtidas condições de regime estacionário, obtendo o
valor da condutividade térmica, que é conduzido através do material em análise
(figura 54).
FIGURA 54 – EXEMPLO DO PROCESSO
A temperatura para realização dos ensaios foi programada como sendo de
10°C para a placa fria (inferior) e de 38°C para a placa quente (superior). Os corpos-
de-prova utilizados neste ensaio devem possuir dimensão de 200 x 200 mm (na
forma mais plana possível). Porém, a troca de calor ocorre apenas no centro desta
placa, em formato de triângulo (figura 55). O restante da placa serve apenas de
122
apoio e acondicionamento na máquina. A espessura dos corpos-de-prova ficaram
em 5 mm, podendo o aparelho medir espessuras de até 50 mm.
FIGURA 55 – REGIÃO DE TROCA TÉRMICA CONSIDERADA
O corpo-de-prova foi colocado no compartimento do equipamento; fechou-
se a porta frontal e iniciou-se a troca de calor, até atingir o equilíbrio térmico.
Anotaram-se os seguintes valores:
∆x = espessura da amostra em cm;
Q = fluxo térmico em mV;
th = temperatura da placa quente em mV;
tc = temperatura da placa fria em mV.
Finalmente, o fator K da amostra foi calculado (através de software do
equipamento) com a seguinte expressão:
K = N . Q . ∆x
∆T Onde:
K = condutividade térmica em W/ mk;
N = fator de calibração do equipamento em W/ (m.K.cm);
∆T = diferença entre a temperatura das placas quente e fria em mV.
123
6.3.4 Ensaios de Rigidez Dielétrica (Resistência elétrica)
Foi de grande interesse o desenvolvimento de ensaios elétricos, pois a
proposta é de aplicação do compósito em gabinetes de eletrodomésticos “linha
branca”, e esses produtos, geralmente, permanecem em locais de contato direto
com a água da torneira – água não destilada.
Primeiramente, foram realizados ensaios empíricos de continuidade
elétrica, com a utilização de multímetro. Este ensaio buscou verificar a possível
continuidade elétrica do material, ou seja, examinar possível condução de energia
através do compósito.
Foram realizados ensaios de rigidez dielétrica, no Laboratório Elétrico e de
Análises de Equipamentos, da Companhia Paranaense de Energia – COPEL.
Este ensaio é também conhecido como: Testadores de Segurança Elétrica;
Teste de Tensão Aplicada; ou Teste de HIPOT. Tem por objetivo verificar o valor
limite de tensão que o material resiste. Essa tensão é aplicada sobre a espessura do
material (kV/ mm), e quando o produto ensaiado não resistir à tensão aplicada, os
átomos que compõem o material se ionizam e o material dielétrico deixa de
funcionar como um isolante.
O equipamento utilizado para realização do ensaio foi o HIPOT, com
tensão máxima de 5 kV (figura 56). Possui duas camadas de medidas: uma inferior
de 0 kV a 2,5 kV e uma superior de 2,5 kV a 5 kV.
124
FIGURA 56 – MÁQUIINA HIPOT
O equipamento é calibrado de forma a ocorrer fuga da tensão caso haja a
ruptura da condição dielétrica, ou seja, condução da eletricidade através do material.
A fuga é representada pela queda da tensão do equipamento.
Para este ensaio, é necessária a utilização de uma placa metálica que
serve como base condutora de energia. O equipamento é composto de uma fase e
de um neutro (figura 57).
Para o ensaio, após o equipamento ser ligado, o compósito é colocado
sobre a placa metálica e é aplicada sobre ele a tensão estipulada. A fase do
equipamento é colocada em contato com o compósito, e o neutro em contato com a
placa metálica. Desta forma, o compósito será o meio de condução, ou não, desta
energia (figura 58).
FIGURA 57 – MATERIAIS PARA ENSAIO FIGURA 58 – DETALHE ENSAIO
125
O ensaio é iniciado com aplicação de baixa tensão (1 kV), a qual é
acrescida progressivamente até o momento em que houver a ruptura e consequente
fuga de energia.
6.3.5 Ciclo de Vida do Produto
6.3.5.1 Comparação do impacto ambiental – programa Simapro
A pesquisa sobre análise do ciclo de vida tem o objetivo de comparar o
impacto ambiental causado pelo compósito e pela chapa de aço, utilizando a análise
dos materiais e processos utilizados para fabricá-los. Para a comparação do impacto
do produto no meio ambiente foi utilizado o software Simapro.
Na análise do produto foram consideradas e comparadas iguais
quantidades (m²) dos dois materiais: o compósito pesquisado e a chapa de aço pré-
pintada. Os seguintes aspectos foram levantados sobre cada produto: dimensões,
materiais utilizados para fabricação – resíduos de madeira, adesivo MUF e
catalisador, no caso da madeira, e aço , no caso da chapa metálica –; acabamentos;
processos de produção e consumo de energia. Não foi considerado o transporte
nesta avaliação.
A realização da comparação dos produtos, que utilizou as informações
geradas pelo software Simapro, tendo como base de dados o Ecoindicator 99,
permitiu observar qual produto (compósito ou aço) possui menor impacto ambiental.
Foi também realizado um ensaio empírico, sem base normativa, para
avaliação da degradação do compósito e da chapa de aço, quando expostos ao
126
meio ambiente, ou seja, descartados. O resultado deste ensaio é possível de se
verificar no apêndice F.
Para comparação dos impactos, do compósito e da chapa de aço pré-
pintada, foram utilizados os seguintes elementos gráficos: Caracterização (análise
quantitativa) e Ponderação (análise qualitativa).
6.3.6 Comparação de Peso Entre o Aço e o Compósito
Para comparação de peso entre o compósito e a chapa de aço pré-pintada,
utilizou-se como base o m² de cada produto, considerando suas características e
espessuras. Para inicio da avaliação, fez-se necessário o levantamento de
características físicas como: volumes, densidades e pesos das peças.
Para cálculo das massas foi considerado um peso de aproximadamente 4
kg para cada m² de chapa de aço pré-pintada, com espessura de 0,5mm,
considerando que todos os gabinetes das peças “linha branca”, que utilizam a chapa
pré-pintada em sua fabricação, são fabricados com esta espessura de aço, que é a
menor possível de ser utilizada. O compósito estudado possui espessura de 5 mm.
6.3.7 Proposta de Acabamento Para Gabinetes Fabricados com Compósito
Como proposta de acabamento (pintura) possível de se aplicar no
compósito madeira/plástico, foram utilizados os seguintes tipos de tintas e vernizes:
a. Tinta esmalte sintético marca Farbem: aplicação de três demãos
de tinta com a ajuda de pincel, sendo antes aplicada uma
camada de impermeabilizante – selador – como base;
127
b. Tinta esmalte sintético à base de água marca Suvinil: aplicação
de três demãos de tinta, com a utilização de pincel, sendo
dispensado a utilização de base;
c. Verniz Poliuretano (PUR) brilhante marca Farbem: aplicação
(com pistola) de fundo primer e de duas demãos de verniz;
d. Verniz exterior acetinado à base de água marca Sayerlack
(Aquaris): aplicação (com pincel) de duas demãos de verniz
diluído em 5% de água, sem utilização de fundo.
6.4 ANÁLISE DA METODOLOGIA
Este capítulo apresentou a fabricação dos corpos-de-prova (materiais
necessários, quantidades e metodologia de fabricação), que resultaram em chapas
de boa qualidade.
Também foram apresentados os ensaios de absorção de água e
inchamento, ensaio térmico, ensaio de rigidez dielétrica (resistência elétrica), e suas
metodologias. O andamento dos ensaios foi próximo ao estimado
Também foram apresentados os ensaios complementares, como o estudo
da comparação do impacto ambiental do compósito e da chapa de aço pré-pintada,
o estudo da comparação do peso do compósito e da chapa de aço, e propostas de
acabamento (pintura) para o compósito.
128
7. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Serão apresentados os seguintes resultados dos ensaios realizados e das
análises complementares: densidade média; absorção de água e inchamento;
resistência térmica; rigidez dielétrica (resistência elétrica); análise do impacto do
compósito e da chapa de aço através do software Simapro; comparação entre o
peso do compósito e o da chapa de aço; e proposta de acabamento para o
compósito.
7.1 ENSAIO DE DENSIDADE
As amostras de compósitos utilizadas nos ensaios de absorção de água e
de inchamento, de resistência térmica e de rigidez dielétrica (resistência elétrica)
apresentaram médias distintas de densidades.
Considerando as amostras de compósito de densidade pretendida 0,9
g/cm³, os corpos-de-prova para o ensaio de resistência térmica (R.T.) apresentaram
média de 0,82 g/cm³, os de resistência elétrica (R.E.) apresentaram média de 0,83
g/cm³, e os corpos-de-prova para o ensaio de absorção e inchamento (A&I), sem
selador, apresentaram média de densidade de 0,78 g/cm³, tendo média de 0,77
g/cm³ as peças que receberiam o impermeabilizante e de 0,81 g/cm³, após a
aplicação do impermeabilizante (tabela 8).
Foram coletados de todas as amostras (corpos-de-prova), o comprimento,
a largura, o peso e a espessura da peça (a espessura foi coletada em cinco pontos
diferentes de cada peça e realizada uma média de todas). Com base nestes dados
foi calculada a densidade.
129
TABELA 8 – DENSIDADE MÉDIA CORPOS-DE-PROVA 0,9 g/cm³
Corpo-de-prova
Densidade pretendida (g/cm³)
Comprimento (mm)
Largura (mm)
Peso médio (g)
Espessura média
Densidade média (g/cm³)
R. T. 0,9 200 200 170,54 5,23 0,82 R. E 0,9 100,16 100,16 44,33 5,33 0,83 A&I 0,9 25,25 25,28 2,58 5,18 0,78 A&I 0,9 25,33 25,20 2,58 5,26 0,77
A&I * 0,9 25,33 25,20 2,73 5,27 0,81 * Corpo-de-prova para ensaio de absorção e inchamento com selador
Os ensaios com densidade pretendida de 0,7 g/cm³ apresentaram média
de densidade de 0,61 g/cm³ para os corpos-de-prova utilizados no ensaio de
Resistência térmica; 0,61 g/cm³ para os de Resistência elétrica e 0,55 g/cm³ para os
de Absorção de água e Inchamento (tabela 9).
TABELA 9 – DENSIDADE MÉDIA CORPOS-DE-PROVA 0,7 g/cm³
Corpo-de-prova
Densidade desejada (g/cm³)
Comprimento (mm)
Largura (mm)
Peso médio (g)
Espessura média
Densidade média (g/cm³)
R.T. 11-20 0,7 200 200 123,97 5,10 0,61 R.E. 11-20 0,7 100,13 100,12 31,35 5,15 0,61 A&I - 11-20 0,7 25,21 25,10 1,78 5,12 0,55
7.2 ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA
No ensaio de absorção de água foram analisados corpos-de-prova com
densidades estimadas de: 0,9 g/cm³, 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³ isolados com
impermeabilizante. Porém, a norma NBR 14810-2 – Chapas de madeira
aglomerada, Requisitos – não estabelece valores para a absorção máxima de água,
por não possuir propriedades especificadas.
O valor médio de absorção de água para os corpos-de-prova de densidade
0,9 g/cm³, nas primeiras duas horas de ensaio, foi de 21,5%, e a média de absorção
após 24 horas de imersão foi de 40,6%, (tabela 10). O desvio padrão apresentou
índice de 0,37 para duas horas de ensaio e coeficiente de variação de 13,57. Os
130
mesmos valores para o período de 24 horas foram de 0,71 e 23,75,
respectivamente.
TABELA 10 – SÍNTESE ABSORÇÃO DE ÁGUA DOS CORPOS-DE-PROVA
Absorção 2h (%)
Absorção 24h (%)
Desvio Padrão (2h)
Coefic. variação
Desvio Padrão (24h)
Coefic. variação
0,9 g/cm³ 21,5 40,6 0,3748 13,57 0,71 23,75
0,7 g/cm³ 49,9 74,9 0,5940 28,02 0,64 27,76
0,9 g/cm³ (selador) / sem considerar selador 8,4 23,6 0,1485 5,66 0,29 10,56
0,9 g/cm³ (selador) / Considerando selador 1,1 15,2 0,0205 0,7541 0,23 7,67
Os ensaios com densidade 0,7 g/cm³ apresentaram inchamento de 49,9 %
nas primeiras duas horas, com desvio padrão de 0,59 e coeficiente de variação de
28,02. Após 24 horas de ensaio o índice de absorção subiu para 74,9% com desvio
padrão de 0,64 e coeficiente de variação de 27,76 (tabela 10).
Se não for considerado o impermeabilizante absorvido, sendo utilizados
como referência o peso antes da impermeabilização e após o período de imersão, a
absorção de água foi de 8,4 % nas primeiras duas horas de ensaio e de 23,6% nas
próximas 24 horas. O desvio padrão foi de 0,14 e o coeficiente de variação de 5,66
para a primeira parte do ensaio, apresentando a segunda etapa valores de desvio
padrão de 0,29 e coeficiente de variação de 10,56, respectivamente.
Porém, considerando-se que o compósito absorveu impermeabilizante
quando este foi aplicado, a real absorção de água pelos corpos-de-prova atingiu
uma média de 1,1 % em duas horas de ensaio, com desvio padrão de 0,02 e
coeficiente de variação de 0,75. Nas próximas 24 horas de ensaio a absorção de
água atingiu 15,2 % com desvio padrão de 0,22 e coeficiente de variação de 7,67. A
absorção apresentada pelas amostras foi maior durante a aplicação de selador
(5,88%) do que quando foram imersas em água por duas horas (1,1 %).
131
7.2.1 Discussão
O ensaio demonstrou que o compósito que apresentou maior absorção de
água foi o de densidade 0,7 g/cm³ (menor densidade), sendo aproximadamente 2
vezes mais hidroscópico do que o compósito com densidade 0,9 g/cm³.
Quando o compósito é impregnado com impermeabilizante a absorção de
água é reduzida, sendo de aproximadamente 2,6 vezes menor que o compósito de
igual densidade, porém, sem impermeabilizante.
Estes resultados são muito interessantes para o desenvolvimento de um
produto utilizando compósito, pois a aplicação de impermeabilizante em um
compósito, já reduz em grande proporção a absorção de água, não considerando
que o produto ainda passará por um acabamento, no qual será utilizado tinta ou
verniz, além do impermeabilizante.
7.3 INCHAMENTO
A norma NBR 14810-2 – Chapas de madeira aglomerada, Requisitos –
estabelece valores apenas para inchamento em duas horas de ensaio, que deve ser
máximo de 8%. Os valores encontrados para as chapas de densidade 0,9 g/cm³ e
0,7 g/cm³ foram inferiores aos estabelecidos pela norma, consequência da maior
quantidade de resina utilizada nesta pesquisa, em comparação com painéis de
aglomerado comercializados, e também da utilização de resina melamina, que tem
propriedade de reduzir a absorção de água e, consequentemente, o inchamento do
material.
132
Além dos índices de inchamento, também é apresentado o desvio padrão
do inchamento do ensaio de duas horas (E0 e E1) e de 24 horas (E1 e E2) e de
seus respectivos coeficientes de variação. Este expressa a relação percentual entre
o desvio padrão e a média. Um coeficiente de variação superior a 50% indica
elevada dispersão dos valores relativos à média e, consequentemente, será
reduzida a sua representatividade como medida estatística.
A síntese dos resultados do ensaio de inchamento está apresentada na
tabela 11.
TABELA 11 – SÍNTESE INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA
Inchamento 2h (%)
Inchamento 24h (%)
Desvio Padrão
(2h)
Coefic. variação
Desvio Padrão (24h)
Coefic. variação
0,9 g/cm³ 0,82 3,06 0,03 0,58 0,11 2,12
0,7 g/cm³ 1,21 3,44 0,044 0,85 0,12 2,38
0,9 g/cm³ (selador) / sem considerar selador
0,25 2,04 0,0092 0,18 0,07 1,42
0,9 g/cm³ (selador) / Considerando selador
0,09 1,87 0,0032 0,06 0,07 1,30
O ensaio de inchamento das amostras com densidade pretendida de 0,9
g/cm³, apresentou média de inchamento inferior a 1% no tempo de duas horas e
igual a 3,06% em um período de 24 horas de imersão. O desvio padrão, para as
medidas alcançadas nas primeiras duas horas de imersão, foi de 0,03, com
coeficiente de variação de 0,58% e para 24 horas de imersão foi de 0,11 com
coeficiente de variação de 2,12%.
As amostras com densidade pretendida de 0,7 g/cm³, também
apresentaram índices de inchamento satisfatórios, pois, o inchamento médio foi de
1,21% no tempo de duas horas e igual a 3,44% em um período de 24 horas de
imersão.
133
No caso deste ensaio o desvio padrão, para as medidas alcançadas nas
primeiras 2 horas de imersão, foi de 0,043, e para 24 horas de imersão foi de 0,12,
sendo de 0,85% e 2,38% os respectivos coeficientes de variação.
Também, foram analisados valores de inchamento das amostras, com
densidade pretendida de 0,9 g/cm³, com duas camadas de impermeabilizante, para
ensaiar a redução no índice de inchamento da peça ao ter seus poros fechados. Os
ensaios apresentaram inchamento inferior aos que não possuíam o
impermeabilizante, com uma média de inchamento de 0,25% no tempo de duas
horas e igual a 2,04%, em um período de 24 horas de imersão.
No caso deste ensaio, com utilização de impermeabilizante, o desvio
padrão, para as medidas alcançadas nas primeiras duas horas de imersão, foi de
0,0092, e para 24 horas de imersão foi de 0,07, sendo os respectivos coeficiente de
variação de 0,18% e 1,42%.
Porém, estes resultados que apresentaram o inchamento do compósito
isolado com impermeabilizante, não consideraram o inchamento que ocorreu com a
aplicação do isolante, considerando apenas o corpo-de-prova antes da
impermeabilização e após a imersão. As amostras, que tinham uma média de peso
de 2,58 g atingiram peso de 2,73 g após a aplicação de selador. A espessura
também se alterou de 5,26 mm para 5,27 mm. Estas alterações ocasionaram
inchamento de 0,17% e absorção de 5,88% de impermeabilizante.
Essas amostras, que apresentavam média de espessura de 5,27 mm após
aplicação de selador, obtiveram espessura de 5,28 mm após duas horas de ensaio
com índice de inchamento de 0,09%, sendo um índice próximo de zero. O
inchamento em 24 horas apresentou índice de 1,87%. Os valores de desvio padrão
considerados para esta nova análise foram de 0,0032 com coeficiente de variação
134
de 0,06 para as primeiras duas horas de ensaio, e de 0,07 com coeficiente de 1,30
para as 24 horas.
7.3.1 Discussão
O compósito que apresenta maior variação na sua espessura, ao entrar em
contato com a água é o que possui menor densidade (0,7 g/cm³). Porém, após
algum tempo na água ele reduz a sua taxa de inchamento, em comparação com o
de densidade superior (0,9 g/cm³).
Através do cruzamento dos resultados também é possível afirmar que o
ensaio com impermeabilizante apresentou índice de inchamento inferior ao se
comparar com os compósitos sem isolamento.
7.4 RESISTÊNCIA TÉRMICA
Os resultados do ensaio de resistência térmica indicaram que o compósito
com densidade pretendida de 0,7 g/cm³ apresenta maior capacidade de isolamento
térmico, através da média dos resultados de coeficiente de condutividade, do que o
compósito com densidade pretendida de 0,9 g/cm³, pois, com média de 0,0763
W/mK é 3,7% menos condutível que os de densidade pretendida de 0,9 g/cm³ que
apresentaram média de resistência térmica de 0,0791 (tabela 12).
TABELA 12 – MÉDIA DA RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE 0,7 G/CM³ E 0,9 G/CM³
Temperaturas Resistência térmica Densidade Pretendida
(g/cm³) Placa Fria Placa Quente Maior Menor Média
Desvio Padrão
Coeficiente de variação
0,7 10.00 °C 38.00 °C 0,0798 0,0728 0,0763 0,0049 6,4792 0,9 10.00 °C 38.00 °C 0,0827 0,0755 0,0791 0,0051 6,4725
135
Os ensaios com densidade 0,7 g/cm³ apresentaram média de
condutividade térmica aproximadamente 3,5 vezes superior que a condutividade
térmica do PUR, e o compósito com densidade 0,9 g/cm³ apresentou condutividade
térmica aproximadamente 3,6 vezes maior que a condutividade térmica do PUR.
O gráfico 3 oferece uma visualização clara da relação entre o compósito e
a sua condutividade térmica, sendo possível verificar que a linha da média de
condutividade térmica das amostras com densidade pretendida de 0,9 g/cm³ fica
acima da linha média das amostras com densidade pretendida de 0,7 g/cm³.
0,0650
0,0700
0,0750
0,0800
0,0850
0,0900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Corpos-de-prova
Con
dutiv
idad
e T
érm
ica
Média RT 0,9 g/cm³
Média RT 0,7 g/cm³
GRÁFICO 3 – RESISTÊNCIAS TÉRMICAS DENSIDADES 0,7 g/cm³ E 0,9 g/cm³
O desvio padrão teve média de 0,0051 nas amostras com densidade 0,9
g/cm³ e de 0,049 nas amostras com densidade 0,7 g/cm³.(gráfico 4). O coeficiente
de variação apresentou valores similares nos dois ensaios, sendo de 6,47.
0,0042
0,0044
0,0046
0,0048
0,0050
0,0052
0,0054
0,0056
0,0058
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Corpos-de-prova
Des
vio
padr
ão
RT 0,9 g/cm³
RT 0,7 g/cm³
GRÁFICO 4 – DESVIO PADRÃO DENSIDADES 0,7 g/cm³ E 0,9 g/cm³
136
7.4.1 Discussão
Em um exemplo de eletrodoméstico “linha branca”, que possui isolamento
térmico nas laterais, a espessura média de PUR da parede de isolamento é de 25
mm, e ao acrescentar a espessura de 0,5 mm do revestimento externo em chapa de
aço, têm-se uma espessura final – entre aço e PUR – de 25,5 mm. Se a combinação
aço mais PUR fosse substituída por compósito, considerando a densidade de 0,7
g/cm³ com uma condutividade de 0,076 W/mk, seria necessário uma parede de
espessura aproximadamente 86,5 mm.
Este resultado confirmou os cálculos preliminares de resistência térmica do
compósito, o qual demonstrava que a aplicação deste em gabinetes de
eletrodomésticos que tem a função de refrigeração, apresentaria pouca diferença em
termos de isolamento térmico, em comparação à chapa de aço, ou seja, permitiria
pouca redução na espessura da parede do PUR (ver apêndice D).
Isto demonstra que com a utilização de compósito em gabinetes da “linha
branca” a utilização de PUR continua necessária. Porém, assim como os cálculos
indicaram, ocorre uma diminuição de aproximadamente 2 mm na espessura do PUR,
ficando com 23 mm ao se utilizar o compósito de espessura 5 mm. Isto é um dado
interessante, ao se analisar que o compósito é mais leve que a chapa de aço.
Desta forma, a utilização de compósito, considerando a menor densidade
estudada de 0,7 g/cm³, no gabinete de um aparelho de refrigeração, se torna
interessante pela diminuição de PUR. Entretanto, a parede ganhará espessura ao
substituir a chapa de aço por compósito, ficando aproximadamente 3 mm mais
espessa do que a tradicional lateral encontrada nos produtos eletrodomésticos
ofertados no mercado.
137
7.5 ENSAIO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA (RESISTÊNCIA ELÉTRICA)
Ensaios empíricos realizados para verificar a continuidade elétrica do
compósito, através de multímetro com potência de 9V, demonstrou que o material
não permitia continuidade elétrica (ver apêndice E). Como seguimento para esses
estudos preliminares, foi realizado o ensaio de rigidez dielétrica.
O ensaio iniciou-se com a aplicação de tensão de 1 kV e o compósito
indicou resistência. Gradativamente a escala de energia do equipamento foi
aumentando até a energia máxima na escala superior de 4 kV e o compósito não
perdeu suas propriedades, sendo isolante elétrico à alta tensão. Todas os dez
corpos-de-prova de densidade pretendida 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³, sem umidade,
indicaram resistência à tensão de até 4 kV.
Na figura 59 o compósito de densidade pretendida 0,9 g/cm³ está sendo
submetido a uma tensão de 4 kV, sem ocorrer fuga de energia. Da mesma forma, o
compósito com densidade pretendida 0,7 g/cm³, foi exposto à mesma tensão
apresentando as mesmas características do compósito de 0,9 g/cm³.
FIGURA 59 – ENSAIO RIGIDEZ DIELÉTRICA DO COMPÓSITO COM DENSIDADE 0,9 g/cm³
138
Os corpos-de-prova que estavam úmidos apresentaram resistência muito
inferior, sendo isolantes elétricos em uma potência média de 175,5 V para os de
densidade 0,9 g/cm³ e de 280 V para os de densidade 0,7 g/cm³ (tabela 13).
TABELA 13 – RESULTADO ENSAIO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA
Corpo-de-prova Densidade Pretendida
g/cm³ Densidade média
g/cm³ Rigidez elétrica /
sem umidade Rigidez elétrica /
com umidade RE1-10 0,9 0,83 4 kV 175,5 RE1-10 0,7 0,61 4 kV 280
O compósito úmido apresentou resistência média entre 175,5 e 280 V
quando estavam encharcados de água. Nestas tensões, realmente não ocorreu
transmissão de energia. Porém, submetidas a tensão maiores, como 500 V, não
apresentaram ruptura das propriedades, entretanto ocorreu um mínimo de condução
de energia.
7.5.1 Discussão
Com base nos resultados alcançados o compósito é uma opção viável de
aplicação em produtos da “linha branca”, pois possui alto nível de isolamento
elétrico.
O fato de o compósito possuir quantidade maior de resina colaborou para o
alcance deste resultado, pois, a madeira, apesar de seu reconhecido nível de
isolamento elétrico, quando em contato com a água, perde esta propriedade. No
compósito, as partículas de madeira estão impregnadas por resina, inclusive a
melamina, o que ocasiona maior resistência à umidade.
139
7.6 COMPARAÇÃO IMPACTO AMBIENTAL - ANÁLISE DO SIMAPRO
De acordo com o gráfico de caracterização (gráfico 5) a chapa de aço é
mais impactante do que o compósito pesquisado. O compósito com maior densidade
– 0,9 g/cm³ - apresentou-se, de forma moderada, mais impactante do que o
compósito com densidade 0,7 g/cm³.
GRÁFICO 5 – GRAFÍCO CARACTERIZAÇÃO
Os resultados apresentados pelo gráfico podem ser sintetizados na tabela
14, que demonstra, em cor azul, os resultados mais impactantes. A chapa de aço
atingiu índice de 100% de impacto em todos os itens, em comparação com o
compósito.
O compósito apresentou maior impacto nos aspectos radiação e camada
de ozônio, com média de 96% de impacto – quase se equiparando ao impacto
gerado pela chapa de aço.
140
TABELA 14 – TABELA COMPARATIVA DOS RESULTADOS GRÁFICO CARACTERIZAÇÃO
Outros aspectos nos quais o compósito também apresentou índice elevado
de impacto, em comparação com a chapa de aço, foram os itens combustíveis
fósseis, com média de 66,5% e cancerígeno, com média de 53,5%. Estas alterações
ocorreram por consequência da resina formaldeído utilizada para formação do
material. Os outros aspectos, em média, permaneceram abaixo de 50% de impacto,
ao se comparar com o aço. Nenhum aspecto apresentou o compósito como o
produto de maior impacto.
Considerando uma média de todos os aspectos impactantes para o
compósito 0,7 g/cm³, para o compósito 0,9 g/cm³ e para a chapa de aço o impacto
poderia ser considerado como 50,5%, 51,45% e 100%, respectivamente.
A avaliação dos impactos do produto através do gráfico de ponderação,
também apontou a chapa de aço, em média, duas vezes mais impactante do que o
compósito (gráfico 6).
141
GRÁFICO 6 – GRÁFICO PONDERAÇÃO
Em todos os aspectos o metal foi mais agressor para o meio ambiente do
que o compósito. Os aspectos mais impactantes apontados neste gráfico são:
cancerígenos, respiração inorgânica, mudanças climáticas e combustíveis fósseis.
Sendo o maior impacto da chapa de aço no item respiração inorgânica, com índice
de 10,4, e o maior impacto causado pelo compósito no item combustíveis fósseis,
com índice de 4,58. As duas densidades de compósito apresentaram impacto
semelhante (tabela 15).
TABELA 15 – TABELA COMPARATIVA DOS RESULTADOS DO GRÁFICO DE PONDERAÇÃO
142
7.7 COMPARAÇÃO DO PESO DO COMPÓSITO E DA CHAPA DE AÇO
A tabela 16 apresenta o peso do m² de compósito densidade 0,7 g/cm³, do
compósito 0,9 g/cm³ e da chapa de aço pré-pintada.
TABELA 16 – COMPARAÇÃO PESOS COMPÓSITOS E CHAPA DE AÇO
Material Área (m²) Espessura (mm) Volume (m³) Densidade g/cm³ Peso (Kg/m³)8
Compósito 1 0,005 0,005 0,7 3,5
Compósito 1 0,005 0,005 0,9 4,5
Chapa de aço 1 0,0005 0,0005 7,85 3,9
De acordo com a espessura e densidade de cada material, o material mais
leve é a peça de compósito com densidade pretendida 0,7 g/cm³, e o material mais
pesado é o compósito com densidade pretendida 0,9 g/cm³.
A chapa de aço apresenta peso intermediário entre o peso das duas
densidades de compósito.
7.7.1 Discussão
O compósito é significativamente mais leve do que a chapa de aço, pois,
embora o compósito com maior densidade tenha apresentado peso superior à chapa
de aço é válido ressaltar que a espessura do compósito é dez vezes maior do que a
chapa de aço.
Este fato é de grande interesse no desenvolvimento de um produto e na
escolha do material a ser utilizado, pois um menor peso se reflete em menor impacto
ambiental, menor custo e maior facilidade de transporte.
8 Peso multiplicado por 1.000
143
7.8 PROPOSTA DE ACABAMENTO DE AMOSTRAS DE COMPÓSITO
A aplicação de verniz e de tinta no compósito (densidade pretendida 0,7
g/cm³ e 0,9 g/cm³) permitiu verificar que o material apresenta bom aspecto visual
com diferentes acabamentos. A figura 60 apresenta quatro tipos de acabamento
aplicados no compósito9.
COMPÓSITO DENSIDADE 0,7 g /cm³ COMPÓSITO DENSIDADE 0,9 g /cm³
VE
RN
IZ P
UR
BR
ILH
AN
TE
VE
RN
IZ A
CE
TIN
AD
O
À B
AS
E D
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GU
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LTE
SIN
TÉ
TIC
O
AC
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INA
DO
ES
MA
LTE
SIN
TÉ
TIC
O
BR
ILH
AN
TE
À
FIGURA 60 – PROPOSTAS DE ACABAMENTO PARA O COMPÓSITO
9 A porção inferior do corpo de prova não recebeu qualquer acabamento.
144
As peças de compósito que compõem a figura 60 estão representadas
apenas com pintura em parte delas, para ser possível comparar a diferença do
material em sua forma natural com o material com acabamento.
As peças de compósito pintadas com verniz tipo poliuretano apresentaram
ótimo acabamento e aspecto visual, conferindo ao compósito revestimento brilhante
transparente e preservando seu tom natural. A aplicação de verniz à base de água
também apresentou boa aplicação no compósito. Porém, talvez pela sua
propriedade acetinada, ficou visualmente semelhante à aplicação de cera natural,
com tom mais amarelado do que o verniz poliuretano (PUR).
O esmalte sintético também apresentou bom aspecto visual, com
acabamento liso. Porém, na peça com densidade 0,9 g/cm³ o resultado foi mais
satisfatório, com superfície mais uniforme, comparado com a peça de compósito de
densidade 0,7 g/cm³. O esmalte sintético à base de água apresentou resultado
semelhante ao esmalte à base de solvente, sendo, também, visualmente melhor na
peça com densidade superior.
As peças que receberam a pintura com pistola (verniz PUR) apresentaram
acabamento superior em relação as que foram pintadas com pincel (esmalte
sintético à base de água).
As amostras de compósito que apresentaram maior absorção de tinta, e
variação na sua espessura, foram as de densidade 0,7 g/cm³.
7.8.1 Discussão
O compósito com densidade inferior absorve maior quantidade de tinta, o
que compromete a qualidade do acabamento. Porém, em termos gerias o resultado
145
foi satisfatório, apresentando, o compósito com densidade 0,9 g/cm³, um bom
acabamento em verniz (a base de água e PU) e também em tinta acrílica.
Este fato amplia a possibilidade de aplicação do compósito, visto que não
será obrigatório mostrar que o produto foi desenvolvido com este material, ficando,
desta forma, opcional a “aparência” de madeira.
7.9 ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS
Os ensaios foram realizados de acordo como previsto na metodologia e
seus resultados também foram satisfatórios. Alguns dados, que já eram possíveis
deduzir antes dos ensaios, como as propriedades isolantes térmicas e elétricas do
material, foram confirmadas, e outras foram verificadas, como o caso do compósito
mais denso (0,9 g/cm³) possuir maior peso do que a chapa de aço.
Em termos de absorção de água e inchamento, o material analisado
manteve-se dentro do estipulado pela norma que regulamenta o índice máximo de
inchamento.
A comparação do impacto ambiental dos materiais compósito e chapa de
aço, realizada através do software SimaPro, também apresentou um resultado
interessante, pois mesmo com a utilização do formaldeído, o compósito se mostrou
menos impactante.
146
8. PROPOSTA CONCEITUAL DE APLICAÇÃO DO COMPÓSITO E M ADEGA
Como proposta de aplicação do compósito em um gabinete de
eletrodoméstico tipo “linha branca”, com a demonstração da possibilidade de formas
sinuosas, de modularização e de eletrodomésticos com semelhança visual de
mobiliário, foi desenvolvida uma proposta conceitual de uma adega para vinhos.
A proposta de adega possui dimensão 600 x 600 x 600 mm (L x A x P), e,
em corte horizontal tem suas formas representadas pela figura 61. As laterais podem
ser compostas por oito peças iguais, com o mesmo ângulo, o que possibilita uma
otimização de moldes, pois com apenas um molde, que equivale à metade de uma
lateral, será possível construir todas as quatro laterais, que são iguais.
FIGURA 61 – PROJETO LATERAIS DE ADEGA EM COMPÓSITO
A proposta de adega com formas curvas tem também como objetivo um
maior reforço mecânico das laterais. O projeto, além de utilizar o compósito e de
identificar suas possibilidades de fabricação, objetiva a redução de materiais e
moldes durante a fabricação do produto, assim como a possibilidade de
modularização na “linha branca” de eletrodomésticos.
147
Cada peça lateral possui uma “aba” em suas extremidades laterais,
necessárias em virtude do isolamento térmico do material – para evitar ponte de
perda de refrigeração –, e para fixação mecânica das peças. As “abas”, por estarem
inseridas no lado interno da peça, serão impregnadas com poliuretano, o que, além
de evitar fuga de ar frio, reforçará mais a estrutura. O poliuretano é aplicado
diretamente sobre o compósito (figura 62).
Para realizar a junção das laterais, será necessário que a peça (cada 1/8
das laterais) contenha uma “aba” de cada lado, que será proporcional à aba
existente na outra peça. Nas peças laterais 03, 04, 05 e 06 serão retiradas as
“abas”, que ficam localizadas nos cantos da adega, para ser possível a colocação
das borrachas, que farão o isolamento entre o “corpo” da adega e a porta.
A largura de cada aba é equivalente à metade do espaço necessário para a
instalação da borracha de geladeira. Portanto, a retirada das duas abas, entre as
peças 03 e 04 e entre as peças 05 e 06, será suficiente para a colocação da
borracha nos dois lados da peça (figura 63).
FIGURA 62 – PROJETO LATERAIS DE ADEGA FIGURA 63 – DETALHE INSTALAÇÃO DA
EM COMPÓSITO E PUR BORRACHA
148
Nesta proposta já foi considerada uma menor espessura da parede de
poliuretano, com 22 mm, em comparação com a espessura tradicionalmente
aplicada nas laterais de uma adega, 25 mm. Isto, porque o ensaio de resistência
térmica indicou uma pequena, mas existente, diminuição de poliuretano, quando for
utilizado o compósito madeira/plástico.
Além de ser possível a fabricação de todas as oito peças, que formam as
quatro laterais da adega, com apenas um molde, também é possível fabricar o
tampo e a base da adega utilizando apenas uma matriz (figura 64).
FIGURA 64 – VISTA SUPERIOR E CORTE ADEGA
A bandeja e a base possuem o mesmo formato e dimensão, apenas nos
sentidos opostos e com utilizações diferentes, pois, o tampo servirá como bandeja
149
para acomodar garrafas, enquanto a base servirá para esconder os rodízios. Este
uso da adega será totalmente possível, pois o compósito revestido com
impermeabilizante e verniz à base de água – acabamento escolhido para esta
proposta – não permitirá que o gabinete absorva água, quando exposto a ela.
Também foram observadas as propriedades de isolamento elétrico do
compósito, que irá conferir segurança na utilização do produto, pois é baixo o risco
de choque elétrico ao tocá-lo e ao manusear material úmido sobre a adega.
A porta de vidro é inteira, evitando-se adicionar mais uma peça de
compósito ao conjunto, o que não prejudicará a eficiência térmica do produto. O
visual do produto, com gabinete em compósito, pode ser visualizado na figura 65.
FIGURA 65 – MODELO DE ADEGA FABRICADA FIGURA 66 – EXEMPLO DE
COM COMPÓSITO RANHURA
O produto proposto apresenta, também, ranhuras em suas paredes
laterais, sendo projetadas de forma inversa – compensação – na parte interna das
laterais da adega. Estas ranhuras devem existir de ambos os lados de uma lateral,
150
para evitar pontos frágeis, ou seja, partes mais finas da lateral, o que ocasionaria
uma perda de refrigeração por estes locais.
Este detalhe de ranhuras (figura 66), além de permitir diferenciação da
forma, permitirá maior fixação de poliuretano nas partes internas das laterais,
contribuindo, desta forma, para um maior reforço mecânico. Estas ranhuras, porém,
não podem ser muito profundas, devendo ser no máximo de 20% da espessura da
parede lateral. Isto também irá diminuir acúmulos de sujeiras e facilitar a limpeza do
produto.
O espaço interno é equivalente ao de uma adega tradicional, sendo esta
com dimensão semelhante à da proposta neste estudo. Um outro detalhe deste
projeto é o fato do fio de energia poder ser totalmente escondido na parte inferior da
adega, juntamente com os rodízios, sendo possível utilizar a adega como se fosse
um mobiliário de apoio.
O projeto da adega também foi desenvolvido com o objetivo de permitir
modularização, com facilidade e segurança. A utilização de rodízios – que podem
apresentar travas, porém, aqui foi sugerido o uso de rodízios sem estas – facilita a
movimentação e transporte da adega, além, de possibilitar o travamento das peças
ao realizar a modularização. Pois, o rebaixo existente no tampo e na base (que
também é possível de se fabricar com o compósito) permite que ao se colocar uma
adega sobre a outra, os rodízios sirvam como trava, evitando que a adega se
desloque (figura 67).
151
FIGURA 67 – EXEMPLO DE MODULARIZAÇÃO
Quando apresentado esse projeto de adega, a uma empresa de
eletrodomésticos, para verificar se esse design seria possível, as formas
arredondadas, as laterais “montadas” e a proposta de modularização, não foram
vistas como uma restrição de aplicabilidade produtiva.
O importante, e que deve ser avaliado, é a fixação dos módulos, que
devem possuir boa vedação para permitir a injeção do poliuretano sem que existam
vazamentos, além de não se deformarem com a pressão de injeção. Nesse caso, a
forma arredonda ajuda na estrutura, evitando possíveis deformações, já que a curva
orienta a estrutura de tensão da peça.
Esta proposta conceitual, que não tinha objetivo de apresentar a
metodologia de execução de forma detalhada, e também não foi desenvolvida
praticamente, permitiu a aplicação dos resultados alcançados na fase de ensaios,
apresentando um produto com formas diferenciadas de tudo que existe no mercado
de “linha branca”.
152
9. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Trabalhar com compósito madeira/plástico foi uma experiência
enriquecedora, por ter sido um material fabricado em laboratório, sendo, desta
forma, possível experimentar os “erros” dos experimentos, além da satisfação de ver
o produto moldado.
Esta proposta foi interessante, pois estudar a possibilidade de aplicar um
material compósito, desenvolvido com resíduo de madeira e uma porcentagem de
polímero (plástico), em gabinetes de eletrodomésticos, onde até o momento reina
absoluta a chapa de aço, com algumas aplicações de plástico e chapa de alumínio,
foi no mínimo muito corajoso.
Em um primeiro momento, não é aceita a utilização de madeira em partes
externas de produtos que vão estar em contato com ambientes úmidos. Porém, com
os ensaios realizados e com a demonstração que o material já é empregado em
produtos que possuem contato com a umidade, cria-se um senso de aceitação nas
pessoas. Também tem o lado cultural, que aqui nesta pesquisa, por possuir um foco
no desenvolvimento do compósito e suas propriedades para aplicação na “linha
branca”, não foi analisado, pois o produto, na pesquisa, foi apresentado apenas em
forma conceitual, não sendo possível desenvolve-lo praticamente.
A proposta traz ao meio acadêmico um assunto que ainda não foi abordado
e explorado, sendo uma base para novas pesquisas, neste assunto de novos
materiais a serem aplicados na “linha branca”. Em termos industriais, este estudo
também é de grande importância, pois estudos e investimentos em novos materiais
e processos são de grande valor na linha de produção.
153
A aplicação de um novo material (feito com resíduos de outras produções)
em uma linha de produção como a da “linha branca”, pode ocasionar uma linha de
produtos diferenciados, não deixando de ser um desafio para este tipo de indústria,
que sempre está em busca de novas alternativas e tecnologias para encantar o
consumidor.
Em plena época de questionamentos sobre a questão ambiental, a
utilização de resíduos de produção, e a aplicação destes, na fabricação de outros
produtos que utilizam materiais considerados impactantes, como é o caso da chapa
de aço, é muito recompensador. A empresa não necessariamente precisa ter toda a
sua produção com utilização deste material, mas pode possuir uma linha de
produção com maior apelo ambiental, explorando gostos e captando a atenção de
pessoas inovadoras e conscientes com o meio em que vivemos.
Em um primeiro momento, o investimento se torna um pouco alto, pois o
processo de produção fica distante do utilizado pelas empresas fabricantes de
eletrodomésticos. Porém, investimentos em novos materiais e tendências oferecem
retornos relevantes em termos de conhecimentos, reconhecimento e mesmo
financeiros.
Embora não tenha sido possível a aplicação prática do compósito em um
produto eletrodoméstico da “linha branca”, a proposta tem sido bem aceita pelas
pessoas que tem conhecimento dela, por ser algo inovador dentro de uma linha de
produção de dimensão (e expansão) considerável como a “linha branca”.
Em termos de design, a abordagem experimental gera vários benefícios,
pois, ensaiar novos materiais permite avaliar novas vertentes dos mesmos, seus
processos e acabamentos, além de formas e simbologias. O design não é estático e
nem rígido, ele é racional e precisa ser conciliado com a realidade do mercado. O
154
design compreende muito mais do que um projeto em um papel ou em um meio
eletrônico, compreende a busca de soluções e de novas alternativas para produtos
ou serviços que estão à disposição de todos no mercado, ou que ainda não existem.
A pesquisa de novas aplicações em produtos, e a utilização de novos
materiais, ocasiona uma maior valorização da área de design, ao se fazer um viés
com a área de engenharia, física e mesmo humana, contribuindo para que o design
se explane e se consolide.
De todo este processo percorrido é possível extrair, através dos resultados
alcançados, que nenhuma pesquisa é concluída em um primeiro estudo, mas é uma
forte base para outras que a concluirão. Na fase experimental ocorreram erros,
alguns resultados distintos dos esperados e mesmo desencontros com o real tempo
disponível para a pesquisa, o que também contribuiu para um não maior
adiantamento do trabalho.
Com relação aos resultados alcançados nesta pesquisa é possível listar as
seguintes conclusões, sobre a utilização de compósito madeira/plástico em gabinete
de eletrodomésticos “linha branca”, e sobre suas propriedades:
a. As densidades analisadas e pretendidas, através dos cálculos de
quantidades de matérias-primas (partículas de madeira e resina),
que deveriam ser de 0,7 g/cm³ e 0,9 g/cm³, sofreram variação
entre corpos-de-prova, apresentando média inferior a estas
densidades;
b. Os ensaios de inchamento e absorção de água demonstraram
que o compósito tem boa resistência à água, em especial se for
isolado com impermeabilizante ou tinta;
c. A utilização de maior percentual de resina, e também da
utilização da resina melamina, contribuíram para uma
155
considerável resistência do material compósito à água;
d. O ensaio de resistência térmica confirmou a baixa condutividade
térmica do compósito e a possibilidade de redução da espessura
de PUR, ao se utilizar compósito nos gabinetes de
refrigeradores;
e. O ensaio de rigidez dielétrica (resistência elétrica) comprovou a
eficiência do compósito em isolamento elétrico, mesmo na
presença de umidade;
f. A análise realizada pelo programa SimaPro para comparação do
impacto ambiental dos produtos compósito e chapa de aço, no
estudo de análise de ciclo de vida, confirmou que o compósito,
mesmo com a utilização de resina formaldeído de média emissão
de formol, é em média 50% menos impactante para o meio
ambiente, se comparado com a chapa de aço pré-pintada;
g. Na comparação de peso entre o compósito e a chapa de aço,
ficou confirmado que o compósito, na espessura de 5 mm – dez
vezes mais espesso que a chapa de aço –, apresenta peso
inferior se a densidade utilizada for de 0,7 g/cm³ ou inferior a isto.
Caso tenha densidade superior a 0,7 g/cm³, o peso tende a se
equiparar, e acima de 0,9 g/cm³ o compósito passa a ficar mais
pesado do que a chapa de aço;
h. O compósito permite acabamentos diferenciados, como: verniz,
tinta esmalte sintético e tinta a base de água, sendo que o
melhor acabamento é o proporcionado pelo verniz, e a densidade
que fica mais uniforme é a densidade de 0,9 g/cm³, na qual o
compósito apresenta menor quantidade de poros abertos;
i. A aplicação de compósito, por compressão, em gabinetes de
eletrodomésticos permite a utilização de espessuras e
densidades diferentes, formas curvas, aplicação de ranhuras e
156
rebaixos, modularização e minimização de moldes na fabricação.
j. A proposta conceitual apresentou os principais requisitos para o
desenvolvimento de produtos com baixo impacto ambiental, pois,
além de utilizar material reciclado em sua estrutura, possui
design que contribui para diminuição de ferramentas, ao permitir
a fabricação de todas as laterais com apenas um molde.
Também permite a diminuição de poliuretano - PUR, embora
pouco, mas por ser um produto muito impactante, já é relevante;
k. A fabricação de compósito é através de processo que consome
quantidade significativamente menor de energia do que a
fabricação de chapa de aço, isto refletindo no impacto de
fabricação do produto e no seu custo final;
l. O menor peso do compósito (considerando o compósito de
densidade 0,7 g/m³), em comparação com o peso da chapa de
aço, facilita o transporte e a logística;
m. O produto permite empilhamento e modularização, ao se permitir
encaixes e formas nos tampos e nas laterais do produto.
n. Por ser de baixa absorção de água, o uso de compósito na
proposta conceitual permite a utilização do produto como
bandeja (apoio), e o contato direto do usuário com o produto não
oferece riscos, uma vez que possui isolamento elétrico.
o. Em termos de design a utilização do produto permite novas
formas, como laterais curvas e simétricas, tampos com níveis
diferentes, paredes com menor isolamento de Poliuretano, cores
diferenciadas e possibilidades de ranhuras. Estes aspectos
causarão alteração no aspecto simbólico e cultural dos produtos
“linha branca”. Aspectos estes que não foram contemplados
nesta pesquisa.
157
p. Foi realizado ensaio empírico de degradação ambiental do
compósito, no qual este apresentou maior rapidez na
incorporação ao meio ambiente, comparado com a chapa de aço
pré-pintada;
O objetivo da pesquisa foi alcançado, apresentando como problema
verificado o fato do compósito de menor densidade – 0,7 g/cm³ – ser o que
apresenta menor peso, menor condutividade térmica (maior isolamento térmico e
consequentemente menor quantidade de isolamento térmico como é o caso do
PUR), maior isolamento elétrico (no caso de exposto à umidade) e menor impacto
ambiental (ao se comparar com o compósito de densidade 0,9 g/cm³), porém,
apresentar maior absorção de água, por possuir maiores quantidades de poros
abertos, devido a menor quantidade de matéria prima prensada.
Esta densidade de compósito também apresenta pior acabamento do que o
compósito de maior densidade. Desta forma, a aplicação de compósito com 0,7
g/cm³ é mais viável do que o compósito mais denso, em termos de logística,
isolamento térmico e elétrico, mas deverá possuir maior quantidade de produto
impermeabilizante.
Outro problema verificado é a necessidade de implantação de novo
processo de fabricação, de pequena série, o que não é comum nas indústrias de
“linha branca”, ocasionando um custo inicial, visto que estas empresas utilizam
apenas sistema de produção seriada.
Não foi analisado, nesta pesquisa, o custo do produto feito com compósito,
em comparação com produto em chapa de aço, porém, em termos de consumo de
energia já ocorre uma grande diferença em favor do uso do compósito.
158
Em termos de energia, não se estudou a redução do consumo desta no
uso dos produtos eletrodomésticos, sendo apenas sugerido a aplicação de novo
material, e novo design, em seus gabinetes.
A resina MUF, utilizada nesta pesquisa, foi de baixa quantidade, em virtude
da emissão de formaldeído e, também, por ser um produto termorrígido, ou seja, não
permitir novo processamento. Desta forma, com menor utilização de resina, além da
redução de material de fonte petrolífera, também impactará menos o meio ambiente,
mediante sua impossibilidade de reciclagem.
A chapa de aço avaliada nesta pesquisa foi a chapa pré-pintada, com
espessura média de 0,5 mm. Não foi considerado revestimento com chapa de aço
inox, pois a espessura seria maior, sendo aproximadamente de 8 a 10 mm, o que
resultaria em maior peso e também em um maior impacto ambiental, se comparado
com a chapa de aço pré-pintada.
Em estudos posteriores recomenda-se:
a. A redução da quantidade de adesivo MUF e a utilização de
resina com baixa emissão de formol;
b. Aplicação de outros tipos de adesivos, com menor impacto
ambiental, como é o caso de resinas termoplásticas. Porém
avaliar possibilidade de baixa quantidade de adesivo e de maior
quantidade de madeira, quantidades semelhantes as
apresentadas nesta pesquisa;
159
c. Avaliar novas medidas de condutividade térmica, resistência
elétrica, absorção de água e inchamento, ao reduzir a quantidade
de resina, ou ao substituir a resina termorrígida por uma
termoplástica;
d. Avaliar o mesmo compósito com densidade inferior possível de
se aplicar nesta proposta; densidade esta que não afetará os
outros aspectos envolvidos na sua aplicação, principalmente a
resistência mecânica, para haver melhorias em termos de peso e
de redução da condutividade térmica;
e. Avaliar a possibilidade de redução da espessura utilizada no
compósito, para diminuição da espessura da parede e do peso
final;
f. Aplicar pigmentos durante a fabricação do compósito, para
possibilitar maior variedade de cores para o produto e diminuir
ainda mais o impacto.
160
REFERÊNCIAS
ALIMENA, L.A.M. Estudo comparativo do coeficiente de condutividade térmica de espuma rígida de poliuretano obtida por reciclagem mecânica e química . 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Tecnologia dos Materiais). Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standart methodos of evaluation the properties of woo-base fiber and particle panel materials . In: Annual Book Standards, ASTM D 3501-76. Philadelphia.(Reapproved, 1986).
ARTEGOR. Laminados especiais . 2009. Disponível em: <http://www.artecola.com.br/menu/laminados-especiais/artegor> Acesso em 20/03/2009.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA – ABINEE. A indústria elétrica e eletrônica em 2020: uma estrat égia de desenvolvimento . Disponível em: <http://www.abinee.org.br/programas/prog02.htm>. Acesso em 12/04/2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CONSCIENTIZAÇÃO PARA OS PERIGOS DA ELETRICIDADE – ABRACOPEL. Estatísticas . 2009. Disponível em: <http://www.abracopel.org.br/?s=estatisticas >. Acesso em 03/05/2009.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE MATERIAIS PLÁSTICOS COMPOSTOS – ABMACO. Quem somos . 2008. Disponível em: <http:// www.abmaco.org.br> Acesso em 25/02/2008.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Chapas de madeira aglomerada. Parte 3: métodos de ensaio. NBR 14810-3. 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Sistemas da Gestão Ambiental – Requisitos com orientações para uso. ISO 14001. Segunda Edição. Rio de Janeiro, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE FLORESTAS PLANTADAS – ABRAF . 2008. Disponível em: < http://www.abraflor.org.br/estatisticas.asp>. Acesso em 11.08.08.
AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA – ACV. Fases da ACV . 2010. Disponível em: <http://acv.ibict.br/fases>. Acesso em 23/04/2010.
AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA – ACV. O que é ACV . 2010. Disponível em: <http://acv.ibict.br/sobre/oquee.htm/document_view >. Acesso em 23/04/2010.
161
ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE FABRICANTES DE PRODUTO ELETROELETRÔNICO E ELÉTRICO – ELETROS. Disponível em: <http://www.eletros.org.br/site/quem.php> Acesso em 11/02/09.
BANCO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL – BNDES. Painéis de madeira no brasil: panorama e perspectivas . 2008. Disponível em: <http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/bnset/set2706.pdf>. Acesso em 21/02/2010.
BANEMA. Madeiras e derivados . 2009. Disponível em: <http://www.banema.pt/artigos,decking, composito_madeira-plastico_werzalit>. Acesso em 23/03/2009.
BOLSONI, E.; Estudo do reaproveitamento e reutilização das espum as rígidas de poliuretano pós-consumo . 2008. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência dos Materiais). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2008.
BOVEA, M. D. ; VIDAL, R. Materials selection for sustainable product design: a case study of wood based furniture eco-design. 2003. Journal Materials & Design . Disponível em <http:// www.elsevier.com/locate/matdes> Acesso em 04/08.
BRANDT, C.W.; FRIDLEY, K.J. Effect of load rate on flexural properties of wood-plastic composites. Wood and Fiber Science , v.35, n.1,p.135-147, 2003.
BRASTEMP. Adesivos de micro-ondas . 2009. Disponível em: <http://www.brastemp.com.br/ch/vitrines/index.aspx?vc=26684&desc=adesivos-de-micro-ondas>. Acesso em 10.12.2009.
BRASTEMP. Frigobares e adegas . 2009. Disponível em: <http://www.brastemp.com.br/ch/vitrines/index.aspx?cc=15&desc=frigobares>. Acesso em 10.12.2009.
BRASTEMP. Lavadoras . 2009. Disponível em: <http://www.brastemp.com.br/ch/categoria/index.aspx?cc=57&desc=lavadoras>. Acesso em 10.12.2009.
CANTO, E.L. Plástico: Bem Supérfluo ou mal necessário? . São Paulo: Editora Moderna, 2004.
CARMEL-ARTHUR, Judith. Philip Starck . London: Carlton Books Limited, 2000.
CHAVES, L. I. Parâmetros ambientais no planejamento de móveis ser iados de madeira de acordo com relatos de designers . 2003. Dissertação (Mestrado em Tecnologia). Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Curitiba, 2003.
162
CLEMONS, C. Wood-plastic composites in the United States . Forest Products Journal, v.52, n.6, p.10-18, 2002.
COMPANHIA SIDERÚRGICA NACIONAL – CSN. Aço pré-pintado . 2009. Disponível em: <http://www.csn.com.br/portal/page?_pageid=456,171039&_dad=portal&_schema=PORTAL >. Acesso em 25/02/2009.
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DOS METALÚRGICOS – CNM/CUT. Setor de eletrodomésticos prepara aumentos . Disponível em: <http://www.cnmcut.org.br/verCont.asp?id=7986 > Acesso em 11/02/08.
CÔNSUL. Micro-ondas Cônsul Facilite . 2010. Disponível em: <http://www.consul.com.br/Home/Microondas/MicroondasFacilite25litros.aspx> Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 1950 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=50&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 1960 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=60&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 1970 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=70&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 1980 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=80&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 1990 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=90&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 2000 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=00&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010. CÔNSUL. Produtos década de 2000 . 2010. Disponível em: <http://ww2.consul.com.br/consul/control/cs/br/s3/catalogo?DECADA=00&siglaMenu=PRODUTO&action=exibirCatalogoProdutos>. Acesso em 17/03/2010.
163
COSTA, E.C. Física aplicada à construção – Conforto térmico . 2ª edição. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1974. CRUZ, M.M.S. Estudo da molhabilidade da madeira de pinho pela re sina ureia-formaldeído . 2006. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais Lenhocelulósicos). Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2006.
CUNHA, A. M. As novas cores da “linha branca”: os efeitos da des nacionalização da indústria brasileira de eletrodomésticos nos anos d e 1990. 2003. Tese (Doutorado em ciências Econômicas). Universidade Estadual de campinas, São Paulo, 2003.
DAKO. História da empresa . 2010. Disponível em: <http://www.dako.com.br/empresa/historia_empresa/historia_empresa.asp?decada=1935>. Acesso em 23/04/2010.
DARDENE, D.S. Woodtruder System for Extrusion of Wood Fiber Polím er Composites . Dave Murdoch. Davis Standart Corporation, 2003.
ECOINDICATOR 99. Manual para designers . Disponível em: <http://www.pre.nl/download/EI99_Manual.pdf> Acesso em 10/08/2010. EIN ENGINEERING, Co.,Ltda. Environmental Technology for a cleaner earth . Japan: EIN ENGINEERING, Co.,Ltda, 2001.Technical Report. EN 312-3. Particleboards-Specifications-Part 3 : requirements for boards for interior fitments (including furniture) for use in dry conditions.European Standardization Committee, Brussels. 1996.
FEMA ISOLANTES. Isolantes Elétricos . 2010. Disponível em: <http://www.femaisolantes.com.br/index.php >. Acesso em 15/04/2010.
GARDNER, D. J. Compression Molding Wood-Polymer Hybrid Composites . USA: University of Maine, 2002. Technical Report. GELADEIRAS ANTIGAS. Fotos de geladeiras antigas . 2009. Disponível em: <http://www.geladeirasantigas.com.br/telas/fotos.html > Acesso em 15/02/09. GELADEIRAS ANTIGAS. História . 2009. Disponível em: <http://www.geladeirasantigas.com.br/telas/historia.html.> Acesso em 15/02/09. GIULIO, G.; Setor de tintas cresce, inova e foca na questão amb iental . Instituto Uniemp, v.3, n.6.Campinas, 2007.
164
GIUSTINA, M. D. As madeiras alternativas como opção ecológica para o mobiliário brasileiro . 2001. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2001.
GOEDKOOP, M; SPRIESMA, R. The Eco-Indicator 99: A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment. Methodology Annex . 2001. Disponível em: <http://www.pre.nl/download/EI99_annexe_v3.pdf> Acesso em 15/02/2010.
GORNI, A.A. Introdução aos Plásticos . 2010. Disponível em: <http://www.gorni.eng.br/intropol.html>. Acesso em 03/02/2010.
GREENPEACE. Entenda mudanças climáticas . Disponível em: <http://p2-raw.greenpeace.org/brasil/greenpeace-brasil-clima/entenda/impactos> Acesso em 15/02/2010
GUEDES, B; FILKANSKAS, M. O Plástico . São Paulo: Livros Érica Ltda, 1986. HINRICHS, R; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente . São Paulo: Editora Thomson, 2004.
INAL – COMÉRCIO DE AÇO. Portifólio de produtos . 2009. Disponível em: <http://csna0004.csn.com.br:7778/portal/page?_pageid=701,680492&_dad=portal&_schema=PORTAL> Acesso em 25/02/2009.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. 2006. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/indicadores/industria/pimpfbr_eletro/default_eletro.shtm> Acessos em 21/02/2009.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. 2009. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/indicadores/industria/pimpfbr_eletro/default_eletro.shtm> Acessos em 23/03/2010.
IWAKIRI, S. A influência de variáveis de processamento sobre pr opriedades de chapas de partículas de diferentes espécies de pínus . 1989. Tese (Doutorado em Ciências Florestais). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1989.
IWAKIRI, S. Painéis de madeira reconstituída . Curitiba: FUPEF, 2005.
KACZMAREK, D.; WORTBERG, J. Extrusão de madeira: uma união promissora entre polímeros e cargas naturais. Plástico Industrial , 2004, v.jun, p. 40-51, 2004.
KOENIG, K.M.; SYPKENS, C.W. Wood-plastic composites vie for market share. Wood and Wood Products , v.107, n.5, p.49-58, 2002.
165
LU, J.Z.; WU, Q.; NEGULESCU, I.I. The influence of maleation on polymer adsortion and fixation, wood surface wettability, and interfacial bonding strength in wood-PVC composites. Wood and Fiber Science , v.34, n.3, p.434-459, 2002.
MANZINI, E; VEZZOLI, C. O desenvolvimento de produtos sustentáveis: Os requ isitos ambientais dos produtos industriais . São Paulo: Edusp, 2002.
MAPLESTON, P. Wood composite suppliers are poised for growth in E urope . Modern Plastic, v.oct., p.41, 2001.
MARRA, A. A. Technology of wood bonding: principles in practice . New York: Van Nostrand Reinhold, 1992.
MATOS, M.J, SIMPLÍCIO M.H. Innovation and sustainability in mechanical design through materials selection. Journal Materials & Design . 2004. Disponível em <http:// www.elsevier.com/locate/matdes> Acesso em 04/08.
MATUSITA, A.P. Mudança estrutural no setor de “linha branca” nos a nos 90: características e condicionantes . 1997. Dissertação (Mestrado em Política Científica e Tecnológica). Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 1997.
MICASA . Disponível em <http:// www.micasa.com.br> Acesso em 05/02/2009.
MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, INDÚSTRIA E COMÉRCIO EXTERIOR – MDIC. Desenvolvimento da produção . 2007.. Disponível em: <http://www.desenvolvimento.gov.br/sitio/interna/interna.php?area=2&menu=1478>Acesso em 07/04/2008.
MOSLEMI, A.A. Particleboard . Carbondale and Edwardsville: Southern Illinois University Press, 1974.
ONO, M. M. Design industrial e diversidade cultural: um estudo de caso na electrolux do brasil s.a. e multibrás s.a . 1999. Dissertação (Mestrado em Tecnologia). Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Curitiba, 1999.
OSTROWER, F. Universos da arte . Rio de Janeiro.: Editora Campus, 1983.
PARETO, L. Resistência e ciência dos materiais . Barcelona: Editora Hemus, 2003.
PERTICARRARI, D. Reestruturação produtiva e emprego na indústria de “linha branca” no Brasil . 2003. Dissertação (Mestrado em Política Científica e Tecnológica) Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 2003.
166
PETUTSCHNIGG, A. J; E, M. Lightweight paper materials for furniture – A design study to develop and evaluate materials and joints. Journal Materials & Design . 2005. Disponível em: <http:// www.elsevier.com/locate/matdes> Acesso em 04/08.
PINA, A. M. B. Inovações e trabalho: percepção de trabalhadores e gerentes em uma empresa de “linha branca” . 2004. Dissertação (Mestrado em Política Científica e Tecnológica). Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 2004.
POLYBLU. Compostos . 2009. Disponível em: < http://www.polyblu.com.br/compostos.php> Acesso em 23/03/2009.
POLYBLU. Processos . 2009. Disponível em: < http://www.polyblu.com.br/processos.php> Acesso em 23/03/2009.
PROGRAMA CASA SEGURA. Estatísticas . 2007. Disponível em: <http://www.programacasasegura.org/br/o-programa/estatisticas/>. Acesso em 21/08/2008.
RAMOS, J. Alternativas para o projeto ecológico de produtos . 2001. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2001.
RAZERA, D. L. Estudo sobre as interações entre as variáveis do pr ocesso de produção de painéis aglomerados e produtos moldados de madeira . 2006. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2006.
REVISTA ALUMÍNIO. Alumínio à vista . 2009. Disponível em: <http://www.revistaaluminio.com.br/textos.asp?codigo=10901 >. Acesso em 15/09/2009.
REVISTA DA MADEIRA – REMADE. Madeiras Espécies: Brasileiras e exóticas. 2008. Disponível em: <http://www.remade.com.br/br/madeira_especies.php?num=231&title=Madeiras brasileiras e exóticas&especie=Pinus-elioti > Acesso em 03/10/2008.
REVISTA DA MADEIRA – REMADE. Propriedades de compósitos fabricados com partículas de madeira de eucalipto, poliestireno (P S) e polietileno tereftalato (PET) . 2005. Disponível em: <http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?num=726> Acesso em 03/10/2008.
REVISTA DO PLÁSTICO. Compósito confirma potencial para crescer . 2006. Disponível em: < http://www.plastico.com.br/revista/pm398/noticias/noticias02.html.> Acesso em 15/03/2009.
SAMSUNG. Refrigeradores . 2009. Disponível em: <http://www.samsung.com/br/consumer/home-appliances/refrigerators/index.idx?pagetype=type_p2&> Acesso em 15/02/2009.
167
SANPLAST – INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE PLÁSTICOS LTDA. Plástico aditivado com serragem . 2007. Disponível em: <http://www.sanplast.com.br/content/view/26/2/>. Acesso em 15/02/2009.
SAYERLACK. Linha Ecológica Aquaris . 2010. Disponível em: <http://www2.sayerlack.com.br/pt-BR/docs/Esmalte_Aquaris(1).pdf> Acesso em 05/03/2010.
SAYERLACK. Linha Ecológica Aquaris . 2010. Disponível em: <http://www2.sayerlack.com.br/pt-BR/docs/Verniz_exterior_Aquaris(1).pdf> Acesso em 05/03/2010.
SCHUT, J.H. For compounding, sheet & profile, wood is good. Plastics Technology , v.45, n.3, p.46(7), 1999.
SHERWIN, C (2004). Design and sustainability: A discussion paper based on personal experience and observations. The Journal of Sustainable Product Design . Springer 2006.
SILVA, N. S. Reestruturação produtiva e gênero: um estudo de cas o em duas empresas de “linha branca” . 2005. Tese (Doutorado em Política Científica e Tecnológica). Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 2005.
SPECIALCHEM. Additive developments aid growth in wood-plastic co mposites . 2003. Disponível em: <http://www.specialchem4polymers.com> Acesso em: 15 Fev. 2009.
TEKNO – INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE AÇO. Produtos . 2009. Disponível em: <http:// http://www.tekno.com.br/produtos.html > Acesso em 25/02/2009.
TINTAS E VERNIZES. Guia técnico ambiental. 2006. Disponível em: <ttp://www.abrafati.com.br/bnews3/images/multimidia/Documentos/sbd.pdf>. Acesso em 17/03/2010.
TIPLER/1. Física . 2ª edição. Volume 1. Rio de Janeiro: Editora Guanabara dois, 1984.
TORREIRA, R. P. Isolamento térmico . São Paulo: Editora Fulton., 1980.
VALE DO RIO DOCE. Relatório de sustentabilidade 2009 . Disponível em: <http://www.vale.com/Util/relatorio-de-sustentabilidade/2009/pt/pdf/Vale-Relatorio-de-Sustentabilidade-2009.pdf>. Acesso em 12/02/2010.
VERONEZE, S; SANTOS, A; RAZERA, D; SOARES, M; SILVA, S. A Análise Ambiental de Produtos - Design Sustentável: estudo de caso na empresa FLEXIV. In. Congresso Brasileiro em Gestão do Ciclo de Vida. Life Cyclo Design . 1. Curitiba, 2008.
168
VICK, C. B. Adhesive Bonding of Wood Materials . Forest Products Laboratory. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. 1999.
YAMAJI, F. M. Produção de compósito plástico-madeira a partir de resíduos da indústria madeireira . Tese (Doutor em Ciências Florestais). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2004.
YIN, Roberto. Estudos de caso: planejamento e métodos . 2. ed. São Paulo: Ed. Bookman, 2001.
YOUNGQUIST, J.A. The marriage of wood and nonwood materials. Forest Products Journal , v.45, n.10, p.25-30, 1999.
WANKE. História da empresa . 2010. Disponível em: <http://beta.wanke.com.br/hp_br/empresa/index.php?emp_id=historia> Acesso em 10/03/2010.
WANKE. Produtos: lavadora agitação tradicional . 2010. Disponível em: <http://beta.wanke.com.br/hp_br/produtos/index.php?prd_id=tradicional> Acesso em 10/03/2010.
169
GLOSSÁRIO
Anodizado - processo de criar um filme de óxido sobre certos metais por meio da imersão em um banho eletrolítico Crosslinking polimérico - ocorre na moldagem, ocasionando um processo de cura, que acopla as duas fases do produto Higroscopicidade - propriedade que possuem certos materiais de absorver água Pelotização - processo de aglomeração de partículas ultrafinas de minério de ferro, através de um tratamento térmico Polímeros - os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização Redesign – melhorar o projeto de um produto já existente
170
APÊNDICES
APÊNDICE A – Entrevista realizada com jorge pietruza
APÊNDICE B – Cálculo densidades
APÊNDICE C – Cálculo absorção de água e inchamento
APÊNDICE D – Resistência térmica
APÊNDICE E – Resistência elétrica
APÊNDICE F – Ensaio empírico de degradação do compósito e da chapa de aço
171
APÊNDICE A – Entrevista Antônio Pietruza
Este apêndice contém parte do roteiro da entrevista realizada com Antônio
Jorge Pietruza, gerente da área de design da empresa Whirlpool.
172
APÊNDICE A – ROTEIRO DE ENTREVISTA
PARTE DO QUESTIONÁRIO PARA ANTÔNIO JORGE PIETRUZA (WHILRPOOL)
Data: 19/03/09
1. Por que os eletrodomésticos “linha branca” utilizam chapa de aço em seus gabinetes?
PIETRUZA - Utilizamos o aço pré-pintado por ser uma matéria-prima padrão. A chapa de
aço oferece vantagens como poder ser fornecidas cortadas no tamanho necessário para
cada tipo de eletrodoméstico.
2. Com relação ao custo, não é um material de alto investimento?
PIETRUZA - quando compradas em grande quantidade, como é nosso caso, o preço se
reduz.
3. E a questão ambiental, vocês se preocupam com os gabinetes aós o vencimento do seus
ciclos de vida?
PIETRUZA – A Whirlpool possui um programa que recolhe o produto usado, se o
consumidor comprar um produto novo. O produto recolhido na casa do consumidor vai para
desmanche, em local apropriado, sendo todas as peças separadas e recicladas.
4. Existem pesquisas para utilização de outros materiais
PIETRUZA - Não descartamos a possibilidade de uso de um novo material na linha de
produção. Possuímos uma equipe de profissionais que trabalham para garantir inovação e
novos produtos para a empresa.
5. Além do aço, qual material vocês vêem como futuro para gabinetes de eletrodomésticos?
PIETRUZA - O material mais utilizado, em substituição ao aço, tem sido o plástico, o qual
permite moldar e conseguir formas diferenciadas, como é o caso da lavadora Eggo, por
exemplo.
6. E uma proposta de utilização de gabinete de eletrodoméstico em madeira, melhor,
resíduo de madeira?
PIETRUZA – Poderia ser interessante, talvez não se tratando de toda a linha, mas de uma
linha específica, como “Eletrodomésticos Sustentáveis”.
173
APÊNDICE B – Cálculo densidades
Este apêndice contém, na integra, os cálculos de densidade, realizada nos
corpos-de-prova com densidade de 0,7 e 0,9 g/cm³.
174
SUMÁRIO
1. CÁLCULO DE DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA.........................................................................................................................175
2. CÁLCULO DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA.......................................................................................................................176
3. CÁLCULO DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO.............................................................................................................177
175
1. CÁLCULO DE DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE
RESISTÊNCIA TÉRMICA
Corpo-de-prova
Chapa Densidade pretendida
(g/cm³)
Comprimento (mm)
Largura (mm)
Peso / massa
(g)
Espessura média
Densidade g/cm³
RT1 1 0,9 200 200 176,96 5,20 0,85 RT2 1 0,9 200 200 179,15 5,02 0,89 RT3 2 0,9 200 200 181,75 5,02 0,91 RT4 2 0,9 200 200 187,86 5,45 0,86 RT5 3 0,9 200 200 168,78 5,31 0,79 RT6 3 0,9 200 200 170,68 5,16 0,83 RT7 4 0,9 200 200 169,35 5,21 0,81 RT8 4 0,9 200 200 184,10 5,06 0,91 RT9 5 0,9 200 200 138,53 5,19 0,67 RT10 5 0,9 200 200 148,25 5,11 0,73
5,17 0,82
Corpo-de-prova
Chapa Densidade pretendida
(g/cm³)
Comprimento (mm)
Largura (mm)
Peso / massa
(g)
Espessura média
Densidade g/cm³
RT1 1 0,7 200 200 124,06 5,07 0,61 RT2 1 0,7 200 200 131,72 4,97 0,66 RT3 1 0,7 200 200 116,00 5,13 0,57 RT4 2 0,7 200 200 132,14 5,34 0,62 RT5 2 0,7 200 200 125,69 5,12 0,61 RT6 2 0,7 200 200 131,60 5,37 0,61 RT7 3 0,7 200 200 137,08 5,12 0,67 RT8 3 0,7 200 200 130,62 5,12 0,64 RT9 3 0,7 200 200 99,31 4,84 0,51 RT10 3 0,7 200 200 111,49 4,90 0,57
5,10 0,61
176
2. CÁLCULO DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA
ELÉTRICA
177
3. CÁLCULO DENSIDADE CORPOS-DE-PROVA PARA ENSAIO DE ABSORÇÃO
DE ÁGUA E INCHAMENTO
178
APÊNDICE C – Cálculo absorção de água e inchamento
Este apêndice contém, na integra, os cálculos realizados para verificar a
absorção de água e inchamento dos corpos-de-prova com densidade 0,7 e 0,9
g/cm³, sendo os de densidade 0,9 g/cm³ testados, também, com impermeabilização
(selador).
179
SUMÁRIO
1. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³....................................................................180
2. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM DENSIDADE PRETENDIDA 0,7 g/cm³....................................................................181
3. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³ (COM IMPERMEABILIZANTE)..................182
4. CÁLCULO ABSORÇÃO DE SELADOR CORPOS-DE-PROVA COM DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³..........................................................................................183
180
1. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM
DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³
181
2. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM
DENSIDADE PRETENDIDA 0,7 g/cm³
182
3. CÁLCULO ABSORÇÃO DE ÁGUA E INCHAMENTO CORPOS-DE-PROVA COM
DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³ (COM IMPERMEABILIZANTE)
183
4. CÁLCULO ABSORÇÃO DE SELADOR CORPOS-DE-PROVA COM DENSIDADE
PRETENDIDA 0,9 g/cm³
184
APÊNDICE D – Resistência térmica
Este apêndice contém alguns cálculos, de acordo com a física, de
resistência térmica do compósito; os resultados, na íntegra, dos ensaios de
resistência térmica dos corpos-de-prova com densidade 0,7 e 0,9 g/cm³; e também
os laudos dos ensaios realizados.
185
SUMÁRIO
1. CÁLCULO (DE ACORDO COM A FÍSICA) DA RESISTÊNCIA TÉRMICA DO COMPÓSITO ............................................................................................................................................186
2. TABELAS RESULTADOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA, DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³ E 0,7 g/cm³.................................................................................188
3. LAUDOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA, DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³...................................................................................................................................189
4. LAUDOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA, DENSIDADE PRETENDIDA 0,7 g/cm³...................................................................................................................................200
186
1. CÁLCULO (DE ACORDO COM A FÍSICA) DA RESISTÊNCIA TÉRMICA DO
COMPÓSITO
Antes de iniciar os ensaios laboratoriais considerou-se conveniente alguns
cálculos, para verificar o que a literatura fornece sobre a possível redução da
camada de PUR, ao se aplicar compósito. As características físicas do compósito,
do aço carbono e do Poliuretano utilizadas, estão demonstradas na tabela 17.
TABELA 17 – PROPRIEDADES FÍSICAS: COMPÓSITO, AÇO E PUR
Compósito 0,7 gm/cm³ e de 0,9 gm/cm³ Aço SAE 1020 7850 kg/m³ Densidade
Poliuretano 38 – 42 kg/m³
Compósito 0,1 W/m°C
Aço SAE 1020 39,4 W/m°C Condutividade
térmica Poliuretano 0,022 W/m°C
Compósito 5
Aço SAE 1020 0,5 Espessura avaliada
(mm) Poliuretano Em avaliação
A condutividade térmica da chapa de aço pré-pintada – fabricada em aço
zincado e utilizada na “linha branca” de eletrodomésticos – é de 39,4 W/m°C; a
condutividade térmica do PUR de 0,022 W/m°C - Densi dade 38 – 42 kg/m³; e a
condutividade térmica considerada para o compósito, foram os valores referentes à
chapa de aglomerado, 0,1 W/m°C, com densidade de 70 0 kg/m³, pois ainda não
havia sido realizado o ensaio térmico. Para efeito de comparação, o tradicional
painel de partículas (aglomerado) tem massa específica entre 350 a 750 kg/m³ e
possui uma condutividade térmica de 0,10 a 0,17 W/m°C.
Com base nestes dados, foram realizados os cálculos de resistência
térmica, equiparando compósito e chapa de aço. O objetivo deste estudo foi de
indicar a alteração na espessura da parede de PUR, em se utilizando compósito
com espessura de 5 mm em substituição à chapa de aço com espessura de 0,5 mm:
187
Rt = resistência térmica à condução = espessura/condutividade (a área no
denominador é considerada unitária)
Cálculo 01:
RtAntes = RtDepois
eaço/kaço + e1PUR/kPUR = eC/kC + e2PUR/kPUR
0,0005/39,4 + 0,025/0,022 = 0,005/0,1 + e2PUR/0,022
0,00001269 + 1,1363 = 0,05 + PUR/0,022
ePUR = 0,022 (1,1363 – 0,05)
ePUR = 0,0238m
Onde:
e = espessura
K = condutividade térmica
188
2. TABELAS RESULTADOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE PRETENDIDA 0,9 g/cm³ E 0,7 g/cm³
TABELA 18 – ENSAIO RESISTÊNCIA TÉRMICA PRETENDIDA 0,9 g/cm³
Temperaturas Resultado
Ensaio Densidade
g/cm³ Placa Fria
Placa Quente Maior Menor Média
Desvio Padrão
Coeficiente de
variação RT1 0,85 10.00 °C 38.00 °C 0,0821 0,0749 0,0785 0,0051 6,4708 RT2 0,89 10.00 °C 38.00 °C 0,0789 0,0720 0,0754 0,0049 6,4700 RT3 0,91 10.00 °C 38.00 °C 0,0895 0,0817 0,0856 0,0055 6,4771 RT4 0,86 10.00 °C 38.00 °C 0,0905 0,0826 0,0865 0,0056 6,4736 RT5 0,79 10.00 °C 38.00 °C 0,0837 0,0764 0,0800 0,0052 6,4668 RT6 0,83 10.00 °C 38.00 °C 0,0811 0,0740 0,0775 0,0050 6,4747 RT7 0,81 10.00 °C 38.00 °C 0,0820 0,0748 0,0784 0,0051 6,4693 RT8 0,91 10.00 °C 38.00 °C 0,0790 0,0721 0,0756 0,0049 6,4742 RT9 0,67 10.00 °C 38.00 °C 0,0808 0,0737 0,0773 0,0050 6,4707 RT10 0,73 10.00 °C 38.00 °C 0,0800 0,0730 0,0765 0,0050 6,4778
TABELA 19 – ENSAIO RESISTÊNCIA TÉRMICA PRETENDIDA 0,7 g/cm³
Temperaturas Resultado
Ensaio Densidade
g/cm³ Placa Fria
Placa Quente Maior Menor Média
Desvio Padrão
Coeficiente de
variação RT1 0,61 10.00 °C 38.00 °C 0,0795 0,0725 0,0760 0,0049 6,4748 RT2 0,66 10.00 °C 38.00 °C 0,0780 0,0711 0,0746 0,0048 6,4955 RT3 0,57 10.00 °C 38.00 °C 0,0802 0,0732 0,0767 0,0050 6,4827 RT4 0,62 10.00 °C 38.00 °C 0,0828 0,0756 0,0792 0,0051 6,4721 RT5 0,61 10.00 °C 38.00 °C 0,0799 0,0729 0,0764 0,0049 6,4737 RT6 0,61 10.00 °C 38.00 °C 0,0844 0,0770 0,0807 0,0052 6,4768 RT7 0,67 10.00 °C 38.00 °C 0,0795 0,0726 0,0761 0,0049 6,4798 RT8 0,64 10.00 °C 38.00 °C 0,0796 0,0727 0,0761 0,0049 6,4823 RT9 0,51 10.00 °C 38.00 °C 0,0762 0,0696 0,0729 0,0047 6,4794 RT10 0,57 10.00 °C 38.00 °C 0,0779 0,0711 0,0745 0,0048 6,4748
189
3. LAUDOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE PRETENDIDA 0,9
g/cm³
190
Thursday, March 11, 2010, Time 10:51 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT1-1 Thickness: 5.3721mm [ Chapa 01 – 0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 15.25 35.00 -19315 19985 0.1082 -ne- 11.81 38.28 -20000 19999 0.08268 -ne- 10.26 38.11 -20000 19999 0.07880 -ne- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07839 -pe- 10.01 38.00 -20000 19999 0.07844 -pe- 10.03 38.00 -20000 19999 0.07848 -pe- 10.04 38.01 -20000 19999 0.07847 Thursday, March 11, 2010, Time 10:56 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.03 °C CalibFactor Upper: 0.021364 Results Upper: 0.08205 W/mK Temperature Lower: 38.00 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07487 W/mK Percent Difference: 9.15% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08205 0.07487 0.07846
191
Friday, March 12, 2010, Time 10:40 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT2-1g Thickness: 5.1689mm [ Amostra 01 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.28 37.46 -19642 19989 0.07974 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07541 -te- 10.00 38.00 -20000 19999 0.07544 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07541 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07542 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07540 Friday, March 12, 2010, Time 11:11 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07886 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07196 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.07886 0.07196 0.07541
192
Friday, March 12, 2010, Time 11:14 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT3-1g Thickness: 5.8674mm [ Amostra 02 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 10.61 37.73 -19845 19999 0.08797 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08560 -te- 10.01 38.04 -20000 19999 0.08554 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.08561 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08559 -pe- 10.00 38.01 -20000 19999 0.08558 Friday, March 12, 2010, Time 11:45 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021366 Results Upper: 0.08951 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.08167 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08951 0.08167 0.08559
193
Friday, March 12, 2010, Time 13:01 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT4-1g Thickness: 5.9309mm [ Amostra 02 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.28 36.19 -18516 19608 0.09240 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08653 -te- 10.02 38.02 -20000 19999 0.08653 -pe- 10.01 38.03 -20000 19999 0.08650 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08652 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08651 Friday, March 12, 2010, Time 13:32 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.09047 W/mK Temperature Lower: 38.03 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.08255 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.02 0.09047 0.08255 0.08651
194
Friday, March 12, 2010, Time 13:37 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT5-1g Thickness: 5.4864mm [ Amostra 03 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.09 37.41 -19449 19978 0.08377 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08004 -te- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08004 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.08006 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08003 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08003 Friday, March 12, 2010, Time 14:08 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08370 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07638 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.02 0.08370 0.07638 0.08004
195
Friday, March 12, 2010, Time 14:11 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT6-1g Thickness: 5.3149mm [ Amostra 03 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 10.92 37.60 -19878 19963 0.08095 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07754 -te- 10.01 38.04 -20000 19999 0.07748 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07753 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07755 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07754 Friday, March 12, 2010, Time 14:42 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08109 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07399 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08109 0.07399 0.07754
196
Friday, March 12, 2010, Time 14:43 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT7-1g Thickness: 5.3721mm [ Amostra 04 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 10.25 37.94 -20000 19999 0.07924 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07837 -pe- 10.01 38.03 -20000 19999 0.07832 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07839 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07839 Friday, March 12, 2010, Time 15:09 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08195 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07478 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08195 0.07478 0.07837
197
Friday, March 12, 2010, Time 15:18 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT8-1g Thickness: 5.1816mm [ Amostra 04 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.72 37.15 -19332 19898 0.08137 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07560 -te- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07561 -pe- 10.01 38.03 -20000 19999 0.07557 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07559 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07558 Friday, March 12, 2010, Time 15:48 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07904 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07212 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.02 0.07904 0.07212 0.07558
198
Friday, March 12, 2010, Time 15:52 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT9-1g Thickness: 5.2959mm [ Amostra 05 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.10 37.61 -19863 19931 0.08104 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07726 -te- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07726 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07725 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07725 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07727 Friday, March 12, 2010, Time 16:23 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021366 Results Upper: 0.08079 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07372 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08079 0.07372 0.07726
199
Friday, March 12, 2010, Time 16:24 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT10-1g Thickness: 5.2451mm [ Amostra 05 /0,9 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 10.28 37.95 -20000 19999 0.07743 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07652 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07656 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07650 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07649 Friday, March 12, 2010, Time 16:50 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08002 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07301 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08002 0.07301 0.07652
200
4. LAUDOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA TÉRMICA DENSIDADE PRETENDIDA 0,7
g/cm³
201
Thursday, March 11, 2010, Time 10:24 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT1-07 Thickness: 5.2133mm [ Chapa 02 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07605 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07606 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07605 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07604 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07605 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07604 -te- 10.01 38.03 -20000 19999 0.07602 -pe- 10.01 38.04 -20000 19999 0.07599 -pe- 10.01 38.04 -20000 19999 0.07601 -pe- 10.02 38.03 -20000 19999 0.07604 Thursday, March 11, 2010, Time 10:48 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07949 W/mK Temperature Lower: 38.03 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07253 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.02 0.07949 0.07253 0.07601
202
Thursday, March 11, 2010, Time 10:59 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT2-07 Thickness: 5.1118mm [ Chapa 01 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 14.97 35.09 -19558 19162 0.09970 -ne- 11.48 38.26 -20000 19999 0.07780 -ne- 10.18 38.10 -20000 19999 0.07481 -pe- 9.96 38.00 -20000 19999 0.07448 -pe- 9.89 37.92 -20000 19999 0.07452 -pe- 9.94 37.91 -20000 19999 0.07469 Thursday, March 11, 2010, Time 11:03 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 9.93 °C CalibFactor Upper: 0.021371 Results Upper: 0.07799 W/mK Temperature Lower: 37.94 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07114 W/mK Percent Difference: 9.18% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 23.94 0.07799 0.07114 0.07457
203
Thursday, March 11, 2010, Time 11:06 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT3-07 Thickness: 5.2451mm [ Chapa 01 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 14.36 35.63 -19889 19730 0.09906 -ne- 11.16 38.28 -20000 19999 0.07889 -ne- 10.13 38.09 -20000 19999 0.07663 -pe- 9.98 37.98 -20000 19999 0.07654 -pe- 9.96 37.90 -20000 19999 0.07671 -pe- 9.99 37.90 -20000 19999 0.07680 Thursday, March 11, 2010, Time 11:10 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 9.98 °C CalibFactor Upper: 0.021368 Results Upper: 0.08020 W/mK Temperature Lower: 37.93 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07317 W/mK Percent Difference: 9.17% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 23.95 0.08020 0.07317 0.07668
204
Friday, March 12, 2010, Time 10:04 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT4-07 Thickness: 5.4293mm [ Amostra 02 /0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 12.03 36.81 -18948 19667 0.08605 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07921 -te- 10.01 38.03 -20000 19999 0.07916 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07921 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07922 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07919 Friday, March 12, 2010, Time 10:35 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08283 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07558 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.08283 0.07558 0.07921
205
Thursday, March 11, 2010, Time 13:32 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT5-07 Thickness: 5.2324mm [ Chapa 02 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 20.07 28.81 -11804 17247 0.1738 -ne- 15.43 37.30 -19321 19999 0.09519 -ne- 11.85 38.21 -20000 19999 0.08085 -ne- 10.26 38.04 -20000 19999 0.07693 -ne- 10.02 38.01 -20000 19999 0.07638 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07634 -pe- 10.03 38.03 -20000 19999 0.07637 -pe- 10.04 38.04 -20000 19999 0.07636 Thursday, March 11, 2010, Time 13:37 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.03 °C CalibFactor Upper: 0.021364 Results Upper: 0.07985 W/mK Temperature Lower: 38.03 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07286 W/mK Percent Difference: 9.15% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.03 0.07985 0.07286 0.07635
206
Friday, March 12, 2010, Time 09:10 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT6-07 Thickness: 5.5308mm [ Amostra 02 /0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 11.64 37.04 -19410 19702 0.08676 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08069 -te- 10.02 38.04 -20000 19999 0.08064 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08068 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08069 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.08069 Friday, March 12, 2010, Time 09:41 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.08438 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07699 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.02 0.08438 0.07699 0.08068
207
Thursday, March 11, 2010, Time 14:10 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT7-07 Thickness: 5.2133mm [ Chapa 03 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 21.81 30.75 -12426 17802 0.1758 -ne- 10.62 38.04 -20000 19999 0.07762 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07606 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07606 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07607 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07604 Thursday, March 11, 2010, Time 14:37 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07954 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07257 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.07954 0.07257 0.07606
208
Thursday, March 11, 2010, Time 15:14 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT8-07 Thickness: 5.2197mm [ Chapa 03 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 12.75 37.01 -18926 19684 0.08441 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07615 -te- 10.02 38.02 -20000 19999 0.07616 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07614 -pe- 10.01 38.03 -20000 19999 0.07612 -pe- 10.01 38.01 -20000 19999 0.07616 Thursday, March 11, 2010, Time 15:44 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07963 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07265 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.07963 0.07265 0.07614
209
Thursday, March 11, 2010, Time 15:47 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT9-07 Thickness: 4.9974mm [ Chapa 03 - 0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 10.75 37.88 -19950 19965 0.07501 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07291 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07290 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07290 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07290 Thursday, March 11, 2010, Time 16:13 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021366 Results Upper: 0.07624 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.06956 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond 24.01 0.07624 0.06956 0.07290
210
Friday, March 12, 2010, Time 08:29 Wintherm32v3 Version 3.20.11 Instrument: F200 Instrument Program Version 72 Instrument Serial Number: 971 Sample Name: RT10-07 Thickness: 5.1054mm [ Amostra03 /0,7 g/m³ ] Thickness obtained : from instrument TEST RUN Calibration used : 1450b Calibration read from instrument Number of transdusers per plate: 1 Number of transdusers used per plate: 1 Number of Setpoints: 1 Block Averages for setpoint 1 in SI units Tupper Tlower Qupper Qlower Lambda [°C] [°C] [µV] [µV] [W/mK] -ne- 12.00 36.72 -18823 19684 0.08091 -ne- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07448 -te- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07447 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07448 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07447 -pe- 10.01 38.02 -20000 19999 0.07448 Friday, March 12, 2010, Time 08:59 Setpoint No. 1 Setpoint Upper: 10.00 °C Setpoint Lower: 38.00 °C Temperature Upper: 10.01 °C CalibFactor Upper: 0.021365 Results Upper: 0.07789 W/mK Temperature Lower: 38.02 °C CalibFactor Lower: 0.019495 Results Lower: 0.07107 W/mK Percent Difference: 9.16% Thermal Equilibrium Criteria: Temperature Equilibrium: 0.20 Between Block HFM Equil.: 49 HFM Percent Change: 2.00 Min Number of Blocks: 4 Calculation Blocks: 3 Results Table -- SI Units Mean Temp Upper Cond Lower Cond Average Cond
24.01 0.07789 0.07107 0.07448
211
APÊNDICE E – Resistência elétrica
Este apêndice contém ensaio empírico de continuidade elétrica do
compósito de densidade 0,7 e 0,9 g/cm³, e também o laudo do ensaio de rigidez
dielétrica (resistência elétrica) realizado para verificar o nível de solamento elétrico
do compósito, 0,74 e 0,9 g/cm³, na presença e na ausência de umidade.
212
SUMÁRIO
1. ENSAIO EMPÍRICO DE CONTINUIDADE ELÉTRICA .......................................213
2. LAUDO ENSAIO DE RIGIDEZ DIELÉTRICA......................................................215
213
1. ENSAIO EMPÍRICO DE CONTINUIDADE ELÉTRICA
Foi realizado ensaio empírico com um multímetro para verificar se o
compósito permitia continuidade elétrica.
Quando ocorre a continuidade de energia, o multímetro zera o marcador,
indicando que ocorreu transmissão de energia, o que é possível de verificar na figura
68 com o tubo de cobre, altamente condutor elétrico, sendo analisado. Quando o
marcador mostra infinito – OL – é indicação que nenhuma corrente está sendo
transmitida. Como exemplo, a figura 69, demonstra uma peça de borracha, que é
isolante elétrica, sendo analisada, e o multímetro indicou infinito, ou seja, não
conduz eletricidade em uma corrente de 9 V.
FIGURA 68 – ENSAIO COM COBRE
FIGURA 69 – ENSAIO COM BORRACHA
Os ensaios de continuidade elétrica também demonstraram que os corpos-
de-prova do compósito não apresentam continuidade elétrica na presença de
corrente 9 V. Foram ensaiados compósitos com densidade 0,9 g/cm³ e 0,7 g/cm³,
com umidade e sem umidade, figura 70 e figura 71..
214
FIGURA 70 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO
(0,9 g/cm³) FIGURA 71 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO
(0,7 g/cm³)
Outro ensaio realizado foi com as peças de compósito utilizadas no ensaio
empírico de degradação do produto, que também demonstraram a mesma situação
de isolamento elétrico figura 72 e figura 73.
FIGURA 72 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO
PEÇA 01 (DEGRADAÇÃO) FIGURA 73 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO
PEÇA 02 (DEGRADAÇÃO)
Como a proposta é de aplicação em produtos que estão com freqüência
em contato com água foi realizado o teste com o compósito umedecido. O resultado
apontou negativo para continuidade elétrica (figura 74).
FIGURA 74 – ENSAIO ELÉTRICO EMPÍRICO
215
216
APÊNDICE F – Degradação do compósito
Este apêndice contém um ensaio empírico (sem base normativa) para
avaliar a degradação do compósito quando exposto ao meio externo (descartado), e
compará-lo com a degradação da chapa de aço pré-pintada, quando também
descartada.
217
1. DEGRADAÇÃO DAS PEÇAS DE COMPÓSITO NO MEIO AMBIENTE
Foram realizados experimentos empíricos (sem base normativa) com o
compósito madeira/plástico e a chapa de aço, utilizada na fabricação de gabinetes
de eletrodomésticos. Este ensaio consistiu na exposição ao meio ambiente de duas
amostras de compósitos (iguais espessuras e características químicas), e de duas
amostras de chapa de aço, também com iguais características.
Uma peça de compósito foi colocada sobre a terra, juntamente com uma
amostra de chapa de aço. Também sob a terra foram colocadas a outra peça de
compósito e a amostra de aço (figura 75).
FIGURA 75 – COMPÓSITO E AÇO SOBRE A TERRA.
Após 34 dias da colocação das peças na terra, foram retiradas as peças
enterradas e realizadas as comparações com as amostras que estavam por sobre a
terra.
Foram realizadas mais quatro avaliações do material em contato com a
terra, após 30 / 60 / 90 e 120 dias. Os procedimentos foram os mesmos da análise
anterior: compósitos e chapas de aço desterrados, limpeza das peças, avaliação do
compósito e das chapas de aço, medição das dimensões e retorno das amostras
para o meio ambiente.
Chapa de aço
Compósito
218
2. RESULTADOS
A figura 76 apresenta, em forma de tabela, o avanço da degradação das
peças de compósito que foram “descartadas” no meio ambiente. É realizada a
comparação das cinco avaliações pelas quais as peças de compósito foram
submetidas. A figura 76 é composta por dois “vértices”, um horizontal que indica a
peça que ficou sob a terra e a peça de compósito que esteve sobre a terra, e uma
vertical que indica o tempo decorrido do ensaio. Na figura 76 as duas primeiras
peças apresentadas são as peças antes do início do ensaio.
AVALIAÇÃO PEÇA SOB A TERRA PEÇA SOBRE A TERRA
AN
TE
S D
A
AV
ALI
AÇ
ÃO
30 D
IAS
60 D
IAS
90 D
IAS
219
120
DIA
S
150
DIA
S
FIGURA 76 – COMPARAÇÃO ANÁLISE DECOMPOSIÇÃO DO COMPÓSITO
Nos primeiros 30 dias de ensaio a degradação foi mais nítida na peça de
compósito 01, a qual estava totalmente sob a terra, já apresentando sinais de
infiltração e de início de apodrecimento. A peça 02, que estava sobre a terra,
apresentou-se apenas com aspecto ressecado, ocasionado pela exposição ao sol.
Nenhuma das peças apresentou fragilidade (quebra) e nem porosidade, também
não apresentavam excesso de inchamento.
Após 30 dias em que as peças foram novamente expostas às intempéries,
realizou-se avaliação. Depois de retirado o excesso de terra, a diferença de
degradação entre as duas peças foi maior. A peça 01 (que estava sob a terra)
apresentou grande decomposição ao compará-la com a peça 02 (sobre a terra), pois
além de um maior apodrecimento de suas partículas de madeira e uma maior perda
de resina. Também, apresentou estrutura fragilizada, dividindo-se em duas peças
durante a sua limpeza. A peça 02, entretanto, apresentou-se apenas um pouco mais
escura e mais ressecada.
220
Após 90 dias de ensaio as peças de compósito não apresentaram grande
diferença de degradação em relação às analisadas anteriormente.
Decorridos 120 dias de exposição às intempéries, as peças demonstraram
também progresso pequeno na degradação do material, comparado à avaliação
anterior, o que diferenciava era uma maior quantidade de partículas apodrecidas na
peça 01 (sob a terra), e um maior escurecimento, no centro, da peça 02 (sobre a
terra).
Após 150 dias em que os materiais estavam em avaliação, foi realizada a
análise final, ambas as peças de compósito apresentavam-se um pouco mais
decompostas em comparação com a análise anterior. Porém, ao comparar o
aspecto das peças após 150 dias de ensaio com o aspecto destas antes do ensaio,
é visível a perda de resina que revestia as partículas de madeira, principalmente na
peça que estava sob a terra, sem contato com a luz solar, sendo por este motivo que
apresentava-se mais fragilizada.
As peças não alteraram suas dimensões, nem suas espessuras durante a
avaliação. Ocorreu o contrário: o compósito 01, em especial, teve redução em sua
espessura, resultante da perda de resina e da decomposição iniciada.
As amostras de aço, entretanto, apresentaram pouca alteração, apenas
com inícios de pontos de oxidação na peça 01, que estava sob a terra e na peça 02
que estava sobre a terra, figura 77.
221
FIGURA 77 – ESTUDO DA DEGRADAÇÃO DAS CHAPAS DE AÇO
222
ANEXO A – Boletim técnico da farinha de Madeira
Inbrasfama
223
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